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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Regulation of DNA replication by G-quadruplex and its binding proteins

Research Project

Project/Area Number 17H01418
Research InstitutionTokyo Metropolitan Institute of Medical Science

Principal Investigator

正井 久雄  公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 所長 (40229349)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords複製タイミング / クロマチンループ / 染色体高次構造 / 非相同末端結合 / 組換え修復 / ES細胞 / グアニン4重鎖DNA
Outline of Annual Research Achievements

①Rif1とG4の相互作用による複製タイミングドメイン形成メカニズム解明:1)昨年度樹立したRif1欠損株、Rif1C末欠損株を用いて、C末変異により複製タイミングがRif1欠失株と同様にゲノムワイドに変化することを示した。2)ヒト大腸癌由来細胞株HCT116におけるRif1の変異により、染色体特異的な複製タイミングへの効果が観察された。一般に平均複製タイミングの遅い染色体の複製タイミングがRif1の欠損により大きく変化した。3) Rif1のC末領域の変異によりRif1の核膜からの乖離が観察された。4) Rif1の天然タンパク質領域IDPの欠損株を樹立した。5) 動物細胞の全長Rif1、或いはIDPを除去したRif1NCポリペプチドを動物細胞で発現し精製した。
②G4に依存する複製開始のメカニズムの解明:1) Plasmidを用いてRNaseH変異体で特異的に観察されるplasmid複製を発見した。2) この複製はin vitroでも再現でき、転写に完全に依存する。3) 鋳型の解析から、pBR322 plasmid複製と同様に、G-tractsに依存することからG4構造の関与が示唆された。
③G4の細胞内動態の解析と新規機能の発見:1) G4のloop構造のS1 nucleaseへの感受性を利用した、細胞内G4検出技法を確立した。2) 分裂酵母ゲノム上のRNA-DNA hybrid形成部位をRNaseHD145Nプローブを用いて、ChIP-seqにより決定した。多くの部位がTy transposon部位或いはtRNA遺伝子領域に検出された。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (53 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 12 results) Presentation (38 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 8 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Van Andel Research Institute(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Van Andel Research Institute
  • [Journal Article] A KDM6 inhibitor potently induces ATF4 and its target gene expression through HRI activation and by UTX inhibition2021

    • Author(s)
      Kitajima Shojiro、Sun Wendi、Lee Kian Leong、Ho Jolene Caifeng、Oyadomari Seiichi、Okamoto Takashi、Masai Hisao、Poellinger Lorenz、Kato Hiroyuki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 4538

    • DOI

      10.1038/s41598-021-83857-y

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Regulation of HP1 protein by phosphorylation during transcriptional repression and cell cycle2021

    • Author(s)
      Oki Masaya、Masai Hisao
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1093/jb/mvab040

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cancer-derived UTX TPR mutations G137V and D336G impair interaction with MLL3/4 complexes and affect UTX subcellular localization2020

    • Author(s)
      Kato Hiroyuki、Asamitsu Kaori、Sun Wendi、Kitajima Shojiro、Yoshizawa-Sugata Naoko、Okamoto Takashi、Masai Hisao、Poellinger Lorenz
    • Journal Title

      Oncogene

      Volume: 39 Pages: 3322~3335

    • DOI

      10.1038/s41388-020-1218-3

    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Detection of cellular G-quadruplex by using a loop structure as a structural determinant2020

    • Author(s)
      Masai Hisao、Kanoh Yutaka、Kakusho Naoko、Fukatsu Rino
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 531 Pages: 75~83

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.191

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] LDL-mimetic lipid nanoparticles prepared by surface KAT ligation for in vivo MRI of atherosclerosis2020

    • Author(s)
      Fracassi A, Cao J, Yoshizawa-Sugata N, Toth E, Archer C, Groninger O, Ricciotti E, S-Y Tang, Handschin S, Bourgeois J-P, Ray A, Liosi K, Oriana S, Stark W, Masai H, Zhou R, Yamakoshi Y
    • Journal Title

      Chem Sci

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] G-quadruplexes: tools, roles, and goals2020

    • Author(s)
      Masai Hisao、Tan Zheng
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 531 Pages: 1~2

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.092

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] G-quadruplex DNA and RNA: Their roles in regulation of DNA replication and other biological functions2020

    • Author(s)
      Masai Hisao、Tanaka Taku
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 531 Pages: 25~38

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.132

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] G-quadruplex binding protein Rif1, a key regulator of replication timing2020

    • Author(s)
      Alavi Sana、Ghadiri Hamed、Dabirmanesh Bahareh、Moriyama Kenji、Khajeh Khosro、Masai Hisao
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 169 Pages: 1~14

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa128

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rif1 promotes association of G-quadruplex (G4) by its specific G4 binding and oligomerization activities2019

    • Author(s)
      Masai Hisao、Fukatsu Rino、Kakusho Naoko、Kanoh Yutaka、Moriyama Kenji、Ma Yue、Iida Keisuke、Nagasawa Kazuo
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 8618

    • DOI

      10.1038/s41598-019-44736-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cdc7 kinase stimulates Aurora B kinase in M-phase2019

    • Author(s)
      Ito Sayuri、Goto Hidemasa、Kuniyasu Kinue、Shindo Mayumi、Yamada Masayuki、Tanaka Kozo、Toh Gaik-Theng、Sawa Masaaki、Inagaki Masaki、Bartek Jiri、Masai Hisao
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 18622

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54738-2

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cdc7 activates replication checkpoint by phosphorylating the Chk1-binding domain of Claspin in human cells2019

    • Author(s)
      Yang Chi-Chun、Kato Hiroyuki、Shindo Mayumi、Masai Hisao
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 8 Pages: e50796

    • DOI

      10.7554/eLife.50796

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bacterial Primosome2019

    • Author(s)
      Tanaka Taku、Masai Hisao
    • Journal Title

      eLS

      Volume: - Pages: 1~8

    • DOI

      10.1002/9780470015902.a0001048.pub3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] For 60th birthday of BBRC: DNA replication factors outside S phase2019

    • Author(s)
      Masai Hisao
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 520 Pages: 685~686

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.10.010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Claspin, a key regulator of replication checkpoint, is differentially regulated in cancer and non-cancer cells.2020

    • Author(s)
      Yang Chi-Chun and Masai Hisao
    • Organizer
      11th international symposium on DNA Damage Response & Human Disease (isDDRHD-2020)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] グアニン4重鎖/RNA-DNAハイブリッド構造によるDNA複製の制御機構2020

    • Author(s)
      正井久雄
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] G4/RNA-DNAハイブリッドに依存する環状染色体DNAの複製機構2020

    • Author(s)
      正井 久雄 、 田中 卓 、鷺 朋子 、深津 理乃 、関 由美香
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会 MBSJ2020
    • Invited
  • [Presentation] Positive and negative regulation of DNA replication through G-quadruplexes.2020

    • Author(s)
      正井久雄
    • Organizer
      熊本大学リエゾンラボ研究会/リーディングプログラム:HIGO最先端研究セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Cdc7ーASKキナーゼ複合体の脳の発生における役割2020

    • Author(s)
      堀 かりん、 井口 智弘、山崎 聡志、小野 富男、丸山 千秋、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 転写によるRNA-DNAハイブリッド上でのG4構造形成2020

    • Author(s)
      井上 直也 、覺正 直子 、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 細胞融合によるPD-L1の発現上昇は腫瘍形成を促進する2020

    • Author(s)
      田島 陽一 、 芝崎 太 、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 免疫細胞の増殖と分化におけるCdc7と活性化サブユニットASK(Dbf4)の役割2020

    • Author(s)
      井口 智弘、 山崎 聡志、小野 富男、石井 里絵、堀 かりん、小林 駿介、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] multi-replicon 様式の大腸菌染色体複製メカニズム2020

    • Author(s)
      田中 卓、 鷺 朋子、西藤 泰昌、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Rif1多量体形成能の複製タイミング制御における役割の解明2020

    • Author(s)
      高沢 佳芳、 加納 豊、松本 清治、小林 駿介、深津 理乃、覺正 直子、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 「RNA-DNAハイブリッド/G4構造に依存する大腸菌plasmidの複製開始メカニズムの解析2020

    • Author(s)
      深津 理乃 、 田中 卓 、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] リン酸化によるClaspinの分子内相互作用によるDNA複製の制御2020

    • Author(s)
      YOU Zhiying 、 YANG ChiChun 、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 分裂酵母のRif1の過剰発現は増殖を阻害し、M期の進行を妨害することで細胞死を誘導する2020

    • Author(s)
      加納 豊、 松本 清治、上野 勝、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 大腸菌におけるゲノム上のRNA-DNA hybrid・グアニン4重鎖構造のプロファイルと第二の複製系での役割の解明2020

    • Author(s)
      鷺 朋子、 田中 卓、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] ClaspinはPI3 kinaseとmTORと相互作用し、血清飢餓からの増殖と栄養系シグナル伝達に必要である2020

    • Author(s)
      楊 其駿 、 正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] ヒトRif1C末領域はその核膜局在と複製タイミング制御に必要とされる2020

    • Author(s)
      伊藤 さゆり、 井口 智弘、覺正 直子、大字 亜沙美、平谷 伊智朗、正井 久雄
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Molecular Insights into Claspin-Mediated Skew of CD4+ T Cell Differentiation and Its Response to Replication Stress.2020

    • Author(s)
      HSIAO Hao-Wen、 IGUCHI Tomohiro、MASAI Hisao
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Differential roles of Cdc7-Claspin in regulation of DNA replication in cancer and mon-cancer cells2020

    • Author(s)
      正井久雄
    • Organizer
      遺伝研国際シンポジウム
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Positive and negative regulation of DNA replication through G-quadruplexes.2019

    • Author(s)
      Hisao Masai
    • Organizer
      IEOS c/o Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche, Universita' degli Studi di Napoli Federico II
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] DNA複製の正と負の制御に関わるグアニン4重鎖構造2019

    • Author(s)
      正井久雄、加納豊、田中卓、吉沢直子、伊藤さゆり、森山賢治、加藤宏幸、井口智弘、松本清治、Zhiying You、深津理乃、覺正直子、鷺朋子、小林駿介、楊基駿、堀かりん、高沢佳芳、富樫育子、上野 勝、長澤 和夫、Yue Ma
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 大腸菌のmulti-replicon様式開始に必要とされるゲノム配列2019

    • Author(s)
      田中卓、関由美香、鷺朋子、西藤泰昌、正井久雄
    • Organizer
      第42回 日本分子生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 新しいゲノムシグナチャーとしてのRNA-DNA ハイブリッドとグアニン4重鎖2019

    • Author(s)
      正井久雄、加納豊、田中卓、伊藤さゆり、深津理乃、森山賢治、鷺朋子、覺正直子、吉沢直子、井口智弘、加藤宏幸
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] グアニン4重鎖DNAによるDNA複製の制御2019

    • Author(s)
      正井久雄
    • Organizer
      第37回染色体ワークショップ・第18回核ダイナミクス研究会
  • [Presentation] Roles of Cdc7 and its activation subunit ASK(Dbf4) in immune cell proliferation and differentiation.2019

    • Author(s)
      Tomohiro Iguchi, Satoshi Yamazaki, Tomio Ono, Karin Hori, Shunsuke Kobayashi, and *Hisao Masai
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Roles of the intramoleular interaction of Claspin in regulation of DNA replication.2019

    • Author(s)
      Zhiying You, Chi-Chun Yang, *Hisao Masai
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 種々の生体ストレス反応におけるClaspinのストレス応答メディエーターとしての役割2019

    • Author(s)
      Yang, C.-C, Mayumi Shindo, *Hisao Masai
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Cdc7キナーゼ活性化サブユニットDbf4/ASKの脳の発生における役割の解明2019

    • Author(s)
      小林駿介、井口智弘、堀かりん、小野富男、丸山千秋、山崎聡志、*正井久雄
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 脳発生におけるCdc7-ASKキナーゼ複合体の役割2019

    • Author(s)
      堀かりん、小林駿介、小野富男、丸山千秋、*正井久雄
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 大腸菌染色体におけるRNA-DNA hybridのプロファイルとその複製における機能の解析2019

    • Author(s)
      鷺朋子、田中卓、*正井久雄
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 複製タイミング制御因子Rif1の欠失が誘導する2細胞期胚様細胞のエンハンサー構造2019

    • Author(s)
      吉沢直子、*正井久雄
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Cdc7 activates replication stress checkpoint through phosphotylating CKBD of Claspin2019

    • Author(s)
      Chi-Chun Yang、and *Hisao Masai
    • Organizer
      第25回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • [Presentation] 大腸菌染色体におけるRNA-DNA hybrid のプロファイルと第二の複製系における機能の解析2019

    • Author(s)
      鷺朋子、田中卓、*正井久雄
    • Organizer
      第25回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • [Presentation] Association of Rif1 with nuclear membrane is essential for genome-wide replication timing regulation.2019

    • Author(s)
      Hisao Masai、Yuraka Kanoh、Rino Fukatsu、Seiji Matsumoto、Shunsuke Kobayashi、Hiroyuki Kato、Asami Oji、Sayuri Ito、Naoko Kakusho、Kenji Mariyama、Ichiro Hiratani、Naoko Yoshizawa
    • Organizer
      The 17th CSHL Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neural stem cell-or hematopoietic stem cell-specific knockout of Cdc7 or ASK(Dbf4) exhibits common and distinct phenotypes.2019

    • Author(s)
      Tomohiro Iguchi、Shunsuke Kobayashi、Karin Hori、Satoshi Yamazaki、Tomio Ono、Chiaki Maruyama、Hisao Masai
    • Organizer
      The 17th CSHL Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cdc7キナーゼ活性化サブユニットASK/Dbf4の脳の発生・機能における役割2019

    • Author(s)
      小林駿介、井口智弘、堀かりん、小野富男、丸山千秋、山崎聡志、*正井久雄
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会
  • [Presentation] Cdc7-ASKキナーゼ複合体の脳の発生における役割2019

    • Author(s)
      堀かりん
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会
  • [Presentation] Biochemical and genetic dissection of Rif1 protein which regulates replication timing through binding to G-quadruplex2019

    • Author(s)
      Masai H.、Kanoh Y.、Matsumoto S.、Fukatsu R.、Kobayashi S.、Kakusho N.、Sekiguchi N.、Takasawa K.
    • Organizer
      10th International Fission Yeast Meeting POMBE
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Genetic analyses of Rif1 protein and G-quadruplexes on the fission yeast genome2019

    • Author(s)
      Kanoh Y.、Kobayashi S.、Fukatsu R.、Kakusho N.、Matsumoto S.、Takasawa K.、Masai H.
    • Organizer
      10th International Fission Yeast Meeting POMBE
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] ゲノム動態プロジェクト

    • URL

      https://www.igakuken.or.jp/genome/

URL: 

Published: 2021-12-27  

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