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2015 Fiscal Year Annual Research Report

染色体維持におけるヘテロクロマチンの機能

Planned Research

Project AreaFunctions of non-coding DNA region for genome integrity
Project/Area Number 23114005
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

中山 潤一  名古屋市立大学, システム自然科学研究科, 教授 (60373338)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 須賀 則之  明星大学, 理工学部, 准教授 (00396219)
古賀 章彦  京都大学, 霊長類研究所, 教授 (80192574)
有吉 眞理子  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (80437243)
中川 れい子  国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (40469911)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2016-03-31
Keywords非コードDNA / ヘテロクロマチン / 染色体 / HP1
Outline of Annual Research Achievements

【非コードDNAと高次クロマチン化の構造基盤の解明】
1)本年度はHP1のM期特異的なリン酸化の動態を解析した。細胞周期を同調させたヒト培養細胞を用いてリン酸化HP1の挙動を解析したところ、HP1のリン酸化がM期の指標であるヒストンH3S10のリン酸化に先行して起きること、またリン酸化HP1がクロマチンから遊離していることを見出した(中山・中川)。
2)ヒトHP1αを出芽酵母で異種的に発現した際に観察される生育阻害について、関与するHP1αのアミノ酸残基を同定した。また、H3K9メチル化酵素であるClr4を出芽酵母に導入し、HP1結合の変化を検出した。さらに再構成ヌクレオソームによる解析から、ヒストンH4のN末端テール領域が、ヌクレオソーム間の相互作用において2つの機能領域に分けられることを発見した。
3)昨年度までに、Mis18複合体の構成因子であるMis18a-Mis18bについて低分解能の結晶を得ていた。本年度は、もう一つの構成因子であるMis18BP1の新規機能ドメインの構造を決定し、そのドメインに結合する因子の同定を行った。また、昨年度までに得られていた部分構造の分解能を改善するため、Mis18BP1含む三者複合体の再構成系を確立した。
【非コードDNAによるヘテロクロマチン化の解析】
昨年度までに、OwlRepが他の反復配列とともにヘテロクロマチンによるレンズ部位に存在することを見出していた。本年度は、それぞれの反復配列の核内分布を3次元FISHで調べ、 OwlRepがレンズ本体を形成していること、かつてセントロメとして機能していた別の反復配列がレンズ形成の補助的役割を果たしていること、現在セントロメアとして機能する反復配列はレンズ形成に寄与していないことを明らかにした。以上から、3種類の反復配列の相互作用が進化的に短い期間でのレンズ獲得をもたらしたと推測される。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (6 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] Extended string-like binding of the phosphorylated HP1α N-terminal tail to the lysine 9-methylated histone H3 tail2016

    • Author(s)
      Hideaki Shimojo, Ayumi Kawaguchi, Takashi Oda, Nobuto Hashiguchi, Satoshi Omori, Kei Moritsugu, Akinori Kidera, Kyoko Hiragami-Hamada, Jun-ichi Nakayama, Mamoru Sato, Yoshifumi Nishimura
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 22527

    • DOI

      10.1038/srep22527

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CENP-B box, a nucleotide motif involved in centromere formation, occurs in a New World monkey2016

    • Author(s)
      Aorarat Suntronpong, Kazuto Kugou, Hiroshi Masumoto, Kornsorn Srikulnath, Kazuhiko Ohshima, Hirohisa Hirai, Akihiko Koga
    • Journal Title

      Biology Letters

      Volume: 12 Pages: 20150817

    • DOI

      doi: 10.1098/rsbl.2015.0817

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structure basis of versatile base recognition of MBD42015

    • Author(s)
      Mariko Ariyoshi, Junji Otani, Masahiro Shirakawa
    • Journal Title

      Yakugakuzasshi

      Volume: 135 Pages: 3-9

    • DOI

      DOI 10.1248/yakushi.14-00202-1

  • [Journal Article] Intra- and inter-nucleosomal interactions of the histone H4 tail revealed with a human nucleosome core particle with genetically-incorporated H4 tetra-acetylation2015

    • Author(s)
      Masatoshi Wakamori, Yoshifumi Fujii, Noriyuki Suka, Mikako Shirouzu, Kensaku Sakamoto, Takashi Umehara, Shigeyuki Yokoyama
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Pages: 17204

    • DOI

      doi: 10.1038/srep17204

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Higher-order repeat structure in alpha satellite DNA occurs in New World monkeys and is not confined to hominoids2015

    • Author(s)
      Penporn Sujiwattanarat, Watcharaporn Thapana, Kornsorn Srikulnath, Yuriko Hirai, Hirohisa Hirai, Akihiko Koga
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Pages: 10315

    • DOI

      doi: 10.1038/srep10315

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 高次クロマチン構造の形成と維持の分子機構2015

    • Author(s)
      中山潤一
    • Organizer
      金沢大学と北陸先端科学技術大学院大学 RNA研究公開合同セミナー
    • Place of Presentation
      金沢大医学図書館(金沢市)
    • Year and Date
      2015-12-11
    • Invited
  • [Presentation] 出芽酵母におけるHP1α発現プラスミドの欠落による生育阻害には、HR 104-109の核局在が必要である2015

    • Author(s)
      小林 昌代、城所 佑梨江、河島 由実、三ツ木 祐介、須賀 則之
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-02
  • [Presentation] pH低下によるヌクレオソーム相互作用の促進におけるヒストン H3 N末端テール領域の解析2015

    • Author(s)
      木下 千明、田中 佑樹、川窪 恭平、安達 智子、梅原 崇史、横山 茂之、須賀 則之
    • Organizer
      38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-02
  • [Presentation] Structural basis of a novel conserved domain in a Cenp-A loading factor, Mis18BP2015

    • Author(s)
      松田麻理子、白川昌宏、有吉眞理子
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] ヒストンH4テイルのリジンアセチル化によるヌクレオソーム構造への影響2015

    • Author(s)
      梅原 崇史、若森 昌聡、藤井 佳史、須賀 則之、白水 美香子、坂本 健作、横山 茂之
    • Organizer
      38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
  • [Presentation] ヒトヌクレオソームH4のアセチル化リシン導入技術開発とそのヌクレオソームの結晶構造解析2015

    • Author(s)
      藤井 佳史、若森 昌聡、須賀 則之、白水 美香子、坂本 健作、梅原 崇史、横山 茂之
    • Organizer
      38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
  • [Presentation] HP1によるクロマチン構造の形成の分子機構2015

    • Author(s)
      中山潤一
    • Organizer
      平成27年度遺伝研研究会「クロマチン・核構造の形成とダイナミクスによるゲノム機能制御」
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所
    • Year and Date
      2015-10-29
    • Invited
  • [Presentation] H3K9me-independent function of HP1 in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae2015

    • Author(s)
      Masayo Kobayashi, Yurie Kidokoro, Yumi Kawashima, Yusuke Mitsugi, Noriyuki Suka
    • Organizer
      新学術領域研究「非コードDNA」第2回国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(淡路市)
    • Year and Date
      2015-08-07
    • Int'l Joint Research
  • [Book] ジャンクDNA~ヒトゲノムの98%はガラクタなのか?~2016

    • Author(s)
      ネッサ・キャリー(著)、中山潤一(訳)
    • Total Pages
      412
    • Publisher
      丸善出版
  • [Book] 第4章 非コードDNAと高次クロマチン構造、『ゲノムを司るインターメア』(小林武彦編)2015

    • Author(s)
      中山潤一
    • Total Pages
      11
    • Publisher
      化学同人
  • [Book] 第5章 インターメアを支えるDNAメチル化の分子基盤、『ゲノムを司るインターメア』(小林武彦編)2015

    • Author(s)
      有吉眞理子
    • Total Pages
      14
    • Publisher
      化学同人
  • [Book] 第5章 インターメアのヌクレオソーム配置とその変換機構、『ゲノムを司るインターメア』(小林武彦編)2015

    • Author(s)
      須賀則之
    • Total Pages
      14
    • Publisher
      化学同人
  • [Book] 第15章 ヒトと類人猿に見られる非コードDNAの大きな違い、『ゲノムを司るインターメア』(小林武彦編)2015

    • Author(s)
      古賀章彦
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      化学同人
  • [Book] エピジェネティクス革命~世代を超える遺伝子の記憶~2015

    • Author(s)
      ネッサ・キャリー(著)、中山潤一(訳)
    • Total Pages
      428
    • Publisher
      丸善出版
  • [Funded Workshop] International Symposium on “Non-coding DNA and Chromosomal Integrity”2015

    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(淡路市)
    • Year and Date
      2015-08-07 – 2015-08-08

URL: 

Published: 2017-01-06  

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