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2012 Fiscal Year Annual Research Report

細胞核内のアクチン・ミオシンファミリー間の協調によるクロマチン動態制御解析

Research Project

Project/Area Number 10J05962
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

北村 大志  東北大学, 大学院・農学研究科, 特別研究員(DC1)

Keywordsアクチン関連タンパク質 / nuclear myosin 1 / クロマチン / Arp6 / グルコース飢餓 / 核小体 / rDNA / ATP
Research Abstract

遺伝子発現を後天的に制御するために、核内ではクロマチンの空間配置や動態が制御されている。これらの機構は細胞の発生や癌化などと関連性があることが示唆されておりその重要性が明らかになってきたが、分子機構はほとんど不明で詳細な分子メカニズムの解明が期待されている。代表者はアクチンファミリーのArp6とミオシンファミリーのNM1が協調してこのメカニズムに関与していると考え、研究を開始した。
Arp6KOやノックダウンでNM1の局在に大きな変化は観察されなかったので、次に、Arp6とNM1の結合の変化を解析した。まずRNA Polymerase I(PolI)の転写を抗がん剤であるactinomycin Dによって停止させるとArp6とNM1の結合が減少することが示された。また、rDNAの転写抑制がおこるグルコース飢餓状態でも同様に結合が減少することが示唆された。rDNAの転写抑制時にArp6とNM1が核小体から抜けていることを考えると、rDNAの転写が抑制されるとArp6とNM1は解離し、核小体から消失するというモデルが考えられる。
これまでの報告からNMIのATPase活性がPolIの転写活性を正に制御していることが見出されている(Ye J et al., 2008)。そこでATPを加えた状態でArp6とNM1の結合変化を観察すると、Arp6はATPの存在下では、NM1から解離することがわかった。従来、ミオシンファミリーのタンパク質は、それ自身が持つATPase活性によりエネルギーを得てモータータンパク質としてアクチン繊維と相互作用しながら機能している。このような背景と本研究により得られた結果より、Arp6がNM1のATPase活性を制御してrDNAの転写を調節していると考えられた。これまで核内のNMIがどのように制御されているかは、不明であったが本研究により、Arp6によるNM1の機能制御機構モデルを示せたことで有意義な結果を得られた。

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The actin family member Arp6 and the histone variant H2A.Z are required for spatial positioning of chromatin in chicken cell nuclei.2012

    • Author(s)
      Maruyama E., Hori T., Tanabe H., Kitamura H., Matsuda R., Tone S., Pavel H., Habermann FA., Hase JV, Cremer C., Fukagawa T, and Harata(equal first authors)
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 125 Pages: 3739-3743

    • DOI

      doi:10.1242/jcs.103903.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトINO80複合体のゲノム安定性維持機構の解析2013

    • Author(s)
      高橋裕一朗、松田涼、北村大志、西嶋仁、柴原慶一、原田昌彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2012年度大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20130324-20130328
  • [Presentation] 遺伝子欠損細胞を用いたヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの解析2012

    • Author(s)
      日下部将之、松田涼、北村大志、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • Organizer
      第30回染色体ワークショップ第11回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      淡路島
    • Year and Date
      20121219-20121221
  • [Presentation] アクチン関連タンパク質Arp6と核ミオシンNM1との相互作用による核小体機能の制御2012

    • Author(s)
      北村大志、丸山恵理、小布施力史、Hozak Pavel、原田昌彦
    • Organizer
      第35回分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] ヒトアクチンファミリー遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトINO080複合体のゲノム安定性維持および酸化ストレス応答における機能解析2012

    • Author(s)
      高橋裕一朗、松田涼、北村大志、西嶋仁、柴原慶一、原田昌彦
    • Organizer
      第35回分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] Cooperative function of actin family and myosin family members in the nuclear organization2012

    • Author(s)
      Kitamura H., Maruyama E., Obuse C., Hozak P., Harata M
    • Organizer
      Dynamic organization of nuclear function meeting
    • Place of Presentation
      Cold Spring Harbor, New York
    • Year and Date
      20120927-20121001
  • [Presentation] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization2012

    • Author(s)
      Oma Y., Kitamura H., Konishi K., Gasser S.M., Hozak P., Harata M
    • Organizer
      Joint Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20120528-20120531
  • [Presentation] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization2012

    • Author(s)
      Oma Y., Matsuda R., Maruyama EO., Kitamura H., Shimada K., Hozak P., Gasser SM, Harata M.
    • Organizer
      Dynamic organization of nuclear function meeting
    • Place of Presentation
      Lucca, Italy
    • Year and Date
      20120506-20120511
  • [Book] 細胞工学~高次エピゲノムと核骨格~2012

    • Author(s)
      北村大志、原田昌彦
    • Total Pages
      894-900
    • Publisher
      秀潤社 監修=中尾光善
  • [Remarks]

    • URL

      https://sites.google.com/site/mhslab00/home

URL: 

Published: 2014-07-16  

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