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2015 Fiscal Year Annual Research Report

核内アクチンファミリーのゲノム安定性維持への寄与解明と結合ペプチドによる機能操作

Research Project

Project/Area Number 15H04625
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

原田 昌彦  東北大学, 農学研究科, 准教授 (70218642)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 太田 邦史  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90211789)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
KeywordsDNA修復 / エピジェネティック制御
Outline of Annual Research Achievements

DNA損傷を正確・かつ速やかに修復することは、ゲノムの安定性維持において極めて重要であり、その破綻は細胞のがん化などにつながる。クロマチン構造および核構造を介したエピジェネティックな機構が、DNA損傷の制御に関わっている。これまでに我々は、細胞核内のアクチンファミリーがこのDNA損傷のエピジェネティック制御に関与することを見出してきた。これらは、クロマチンリモデリング複合体の構成因子として、また細胞核の骨格タンパク質として機能すると考えられる。そこで本研究では、次世代の人工抗体として注目されている二重環状ペプチドに注目し、核内アクチンファミリーに結合する二重環状ペプチドのスクリーニングおよび、それを用いた機能解析を行なった。単量体アクチン(G-actin)および重合アクチン(F-actin)をスクリーニングにより、これらのアクチンに対する二重環状ペプチドの候補が得られた。また、Arp5, Arp8などを用いたスクリーニングによって、これらのArpに結合する二重環状ペプチドの候補も取得できた。これらを生きた培養細胞中に導入することを試みた。試薬による導入、電気穿孔法などによる導入を検討し、後者を用いて効率的な導入が行なえることを明らかにした。これらの二重環状ペプチドを導入した細胞の表現形を観察することにより、これらの二重環状ペプチドが細胞の中においても、ターゲットタンパク質に結合すること、またターゲットタンパク質の機能を抑制している可能性があることが示された。今後、さらに二重環状ペプチドの評価を続ける。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

細胞核内のアクチン、およびアクチン関連タンパク質に結合する、多くの二重環状ペプチドがスクリーニングによって得られた。

Strategy for Future Research Activity

細胞核内のアクチン、およびアクチン関連タンパク質に結合する二重環状ペプチドの候補が多く取得されているので、これらの評価を継続すると共に、結合が強いものについては、細胞に導入して解析を続ける。

  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Illinois at Chicago(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Illinois at Chicago
  • [Int'l Joint Research] FMI(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      FMI
  • [Journal Article] Quantitative regulation of histone variant H2A.Z during cell cycle by ubiquitin proteasome system and SUMO-targeted ubiquitin ligases2017

    • Author(s)
      Daisuke Takahashi, Yuki Orihara, Saho Kitagawa, Masayuki Kusakabe, Takahiro Shintani, Yukako Oma, Masahiko Harata
    • Journal Title

      Biosci. Biotechnol. Biochem

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Actin Family Proteins in the Human INO80 Chromatin Remodeling Complex Exhibit Functional Roles in the Induction of Heme Oxygenase-1 with Hemin.2017

    • Author(s)
      Takahashi, Y., Murakami, H., Akiyama, Y., Katoh, Y., Oma, Y., Nishijima, H., Shibahara, K.I., Igarashi, K., Harata, M.
    • Journal Title

      Front. Genet.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nuclear F-actin enhances the transcriptional activity of β-catenin by increasing its nuclear localization and binding to chromatin.2016

    • Author(s)
      Yamazaki, S., Yamamoto, K., de Lanerolle, P., Harata, M.
    • Journal Title

      Histochem. Cell. Biochem.

      Volume: 145 Pages: 388-399

    • DOI

      10.1007/s00418-016-1416-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Genetic complementation analysis showed distinct contributions of the N-terminal tail of H2A.Z to epigenetic regulations.2016

    • Author(s)
      Kusakabe, M., Oku, H., Matsuda, R., Hori, T., Muto, A., Igarashi, K., Fukagawa, T., Harata, M.
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 21 Pages: 122-135

    • DOI

      10.1111/gtc.12327.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] エピジェネティクスによる生命機能制御:基本メカニズムから人為的操作の可能性まで2017

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度京都大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
    • Invited
  • [Presentation] Roles of actin and actin-related proteins in chromatin and nuclear organization2017

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      Nuclear actin in the regulation of transcription and nuclear structure
    • Place of Presentation
      近畿大学(和歌山県紀の川市)
    • Year and Date
      2017-01-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Actin-histone cross talk in chromatin and nuclear organization.2017

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      Japan-Swiss Symposium Chromatin Structure and Dynamics
    • Place of Presentation
      FMI, Basel, Switzerland
    • Year and Date
      2017-01-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ゲノム機能制御におけるヒストンバリアントとアクチンファミリーのインタープレイ2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      平成28年度遺伝研研究会  「クロマチン・細胞核の動的構造変換とエピジェネティック制御」
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • Year and Date
      2016-10-27
    • Invited
  • [Presentation] クロマチンおよび細胞核の構造による遺伝子発現の階層的制御2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      第89回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-25 – 2016-09-27
  • [Presentation] Modulating gene functions for immunity and susceptibility to diseases: Towards epigenetic control of innate immunity.2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      Lorentz Center Workshop “Innate Immunity of Crops, Livestock and Fish: The Dawn of Agricultural Immunology”
    • Place of Presentation
      Univeristy of Leiden, Leiden, Nethierlands
    • Year and Date
      2016-09-19 – 2016-09-23
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Involvement of SUMO-targeted ubiquitin ligase in the establishment of damage dependent sister chromatid cohesion.2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      ICY2016
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台(兵庫県、淡路市)
    • Year and Date
      2016-09-11 – 2016-09-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞核内の遺伝子の棲み分け2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      文部科学省科学研究費補助金 新学術領域「動的クロマチン構造と機能」 一般公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-08-21
    • Invited
  • [Presentation] H2A.Z and actin family proteins in functional chromatin organization.2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      Colorado Chromatin Meeting
    • Place of Presentation
      Colorado State University, Colorado, USA
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] ナノバイオ・メディシン―遺伝子工学の革命ゲノム編集2017

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      近代科学社
  • [Remarks] http://www.harata-lab.org/

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Published: 2018-01-16   Modified: 2022-10-07  

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