2014 Fiscal Year Annual Research Report
Ｐｏｌ２の転写伸長・終結・リサイクル過程におけるチェックポイント制御機構の解明
| Project Area | Integral understanding of the mechanism of transcription cycle through quantitative, high-resolution approaches |
|---|
| Project/Area Number |
24118002
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
山口 雄輝 東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (50345360)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 智彦 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50285144)
川内 潤也 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (20544498) [Withdrawn]
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
|
| Keywords | 遺伝子 / 発現制御 / 発生・分化 / 生体生命情報学 / 酵素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
転写開始後の過程については依然として未解決の課題が数多く残されている。本計画研究では以下の課題に取り組んでいる。
課題１：転写サイクルのダイナミクス解析(山口)。in situで相互作用因子を解析可能なBioID法を改良し、生細胞内で転写因子等を動態解析することを目指している。BioID法の欠点はビオチン標識に18時間を要する点にあるが、その時間を数十分に短縮し、なおかつ標識効率を格段に高める改良法を開発した(未発表)。さらに、転写伸長の初期段階で働く転写伸長因子NELFが、Pol II転写産物の3’プロセシングの経路選択に重要な役割を果たしていることを見出した(Yamamoto et al. Nature Commun 2014)。
課題２：Pol IIのリン酸化サイクルの解明(山口、川内)。Pol II CTDやDSIF CTRとリン酸化依存的に相互作用する既知および新規因子の構造機能解析を行っている。新規DSIF CTR相互作用因子XをCRISPR法によってマウスES細胞でノックアウトし、増殖や分化能に及ぼす影響を解析した。さらに因子Xとリン酸化CTRペプチドとの共結晶構造を解析した。また、DSIF CTRを部分欠損させたマウスES細胞を作出し、増殖や分化能に及ぼす影響を解析した(未発表)。川内は、Pol II脱リン酸化酵素FCP1が転写因子p53を介して細胞増殖を制御していることを明らかにした。
課題３：普遍的な転写伸長装置が細胞の運命決定に果たす役割の解明(田村)。田村は、独自の血球分化誘導系を用いて、転写因子IRF8が転写因子C/EBPαと相互作用し、その機能を阻害することによって好中球への分化を阻害し、代わりに樹状細胞や単球への分化を促進することを明らかにした(Kurotaki et al. Nature Commun 2014)。さらに、IRF8が転写因子GATA2を介して好塩基球やマスト細胞への分化を促進していることも明らかにした(Sasaki et al. Blood 2015)。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請書に記した研究項目をおおむね順調に消化しており、いくつかの成果を論文としてまとめることができた。課題１の新しい実験系の開発については模索が続いてきたが、あるトリックによりBioID法を大幅に改善することができ、H27年度以降、様々な転写因子等に対して改良型BioID法を適用していく目処がついた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
川内潤也(東京医科歯科大学)が一身上の都合によりH26年度末をもって研究分担者から外れた。H27年度からは高橋秀尚(北海道大学)が川内の分担内容を実施する。
課題１：転写サイクルのダイナミクス解析(山口)。生細胞内におけるクロマチンや転写因子のダイナミクスを解析する新たな実験系を開発し、転写サイクルに関する新たな知見を得る。H26年度途中から取り組み始めたBioID法を改良・応用したダイナミクス解析系の開発を目指す。さらに、H26年度、転写途中のRNAプロセシング経路選択に関する新たな機構を明らかにしたので、H27年度はポリ(A)付加部位のゲノムワイドマッピングを行ない、導出されたモデルの普遍性を明らかにする。
課題２：Pol IIのリン酸化サイクルの解明(山口)。リン酸化型CTD/CTRの相互作用因子群の機能構造解析を引き続き行う。マウスES細胞における遺伝子ノックアウトをH26年度行ったので、H27年度は得られたKO細胞のゲノムワイド・トランスクリプトームワイド解析を行う。さらに、リン酸化CTD/CTRと新規相互作用因子との間の相互作用の構造的基盤を解析する。
課題３：普遍的な転写伸長装置が細胞の運命決定に果たす役割の解明(田村)。樹状細胞の分化に伴う転写開始並びに伸長の状態を評価する。まず樹状細胞のin vitro分化系を構築し、経時的に遺伝子発現解析とChIP解析を行う。さらに、発現が変化する遺伝子についてPol II、ヒストン、転写因子等のChIP-seq解析を行う。
課題４：メディエーター複合体によるPol IIの転写伸長制御機構の解明(高橋)。メディエーター複合体が2つの異なる転写伸長因子複合体（SEC、LEC）をそれぞれ異なる遺伝子領域にリクルートすることで、遺伝子の転写開始、伸長、終結をどのように制御するのかに関して、ChIP-seq解析、RNA-seq解析やGRO-seq解析を行ない解明する。
|
-
-
[Journal Article] Transcription factor IRF8 plays a critical role in the development of murine basophils and mast cells2015
Author(s)
Sasaki H., Kurotaki D., Osato N., Sato H., Sasaki I., Koizumi S., Wang H., Kaneda C., Nishiyama A., Kaisho T., Aburatani H., Morse H.C. 3rd, Ozato K., Tamura T.
-
Journal Title
Blood
Volume: 125
Pages: 358-369
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
-
[Journal Article] SV40 VP1 major capsid protein in its self-assembled form allows VP1 pentamers to coat various types of artificial beads in vitro regardless of their sizes and shapes2014
Author(s)
Kawano, M., Doi, K., Fukuda, H., Kita, Y., Imai, K., Inoue, T., Enomoto, T., Matsui, M., Hatakeyama, M., Yamaguchi, Y., and Handa, H.
-
Journal Title
Biotechnol. Rep.
Volume: 5
Pages: 105-111
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] DSIF and NELF interact with Integrator to specify the correct post-transcriptional fate of snRNA genes2014
Author(s)
Yamamoto, J., Hagiwara, Y., Chiba, K., Isobe, T., Narita, T., Handa, H., and Yamaguchi, Y.
-
Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 5
Pages: 4263
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] Inhibition of protein SUMOylation by davidiin, an ellagitannin from Davidia involucrata2014
Author(s)
Takemoto, M., Kawamura, Y., Hirohama, M., Yamaguchi, Y., Handa, H., Saitoh, H., Nakao, Y., Kawada, M., Khalid, K., Koshino, H., Kimura, K., Ito, A., and Yoshida, M.
-
Journal Title
J. Antibiot.
Volume: 67
Pages: 335-338
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] Magnetically-promoted rapid immunoreactions using functionalized fluorescent magnetic beads2014
Author(s)
Sakamoto, S., Omagari, K., Kita, Y., Mochizuki, Y., Naito, Y., Kawata, S., Matsuda, S., Itano, O., Jinno, H., Takeuchi, H., Yamaguchi, Y., Kitagawa, Y., and Handa, H.
-
Journal Title
Clin. Chem.
Volume: 60
Pages: 610-620.
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] IRF8 inhibits C/EBPα activity to restrain mononuclear phagocyte progenitors from differentiating into neutrophils2014
Author(s)
Kurotaki D., Yamamoto M., Nishiyama A., Uno K., Ban T., Ichino M., Sasaki H., Matsunaga S., Yoshinari M., Ryo A., Nakazawa M., Ozato K., Tamura T.
-
Journal Title
Nature Communications
Volume: 5
Pages: 4978
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 転写因子IRF8によるC/EBPαの機能阻害が単核貪食細胞前駆細胞において好中球分化能の喪失をもたらす2015
Author(s)
黒滝大翼, 山本道雄, 西山 晃, 宇野和宏, 藩 龍馬, 市野素英, 佐々木 悠, 松永智子, 吉成正裕, 梁 明秀, 中澤正年, Keiko Ozato, 田村智彦
Organizer
第19回造血器腫瘍研究会
Place of Presentation
グランデはがくれ（佐賀県佐賀市）
Year and Date
2015-01-23
-
-
[Presentation] p53非存在下でのATF3の機能2014
Author(s)
内田 洋平, 川内 潤也, 福本 悟史, Paul Sheridan, 山口 類, 井元 清哉, 宮野 悟, 北嶋 繁孝
Organizer
第３７回日本分子生物学会年会
Place of Presentation
パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
Year and Date
2014-11-27
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 転写因子IRF8は 好塩基球分化に必要である2014
Author(s)
佐々木悠, 黒滝大翼, 大里直樹, 佐藤英明, 佐々木泉, Wang Hongsheng, 金田智香, 西山 晃, 改正恒康, 油谷浩幸, Herbert C. Morse III, Keiko Ozato, 田村智彦
Organizer
第76回日本血液学会学術集会
Place of Presentation
大阪国際会議場（大阪府大阪市）
Year and Date
2014-10-31
-
-
-
[Presentation] 感覚神経系の発生・分化におけるElongin Aの標的遺伝子の同定2014
Author(s)
安川 孝史, 村岡 拓也, 筒井 文, 佐藤 チエリ, 佐藤 滋生, 川内 潤也, 井上 允, 北嶋 繁孝, Conaway Ronald C, Conaway Joan W, 麻生 悌二郎
Organizer
第８７回日本生化学会大会
Place of Presentation
国立京都国際会館（京都府京都市）
Year and Date
2014-10-16
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
