2018 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanisms for centromere formation
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17H06167
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
深川 竜郎 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60321600)
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2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | セントロメア / キネトコア / 細胞周期 / エピジェネティックス / 電子顕微鏡 / 構造解析 / ゲノム科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
I) 細胞周期に依存したセントロメア構成タンパク質ネットワークの理解 我々は、これまでの実験から、CENP-CのCdk1によるリン酸化がCENP-AヌクレオソームとCENP-Cとの結合に関与することを明らかにしてきた。本年度は、CENP-Cのリン酸化の生体内での意義の解明を中心に研究を行った。具体的には、CENP-Cのリン酸化サイトをゲノム編集によりリン酸化を受けないアミノ酸へ変換して表現型の解析を行った。その結果、CENP-AがM期のセントロメアから減少することは確認できたが、染色体分配自体は起こることがわかった。これは、CENP-Tによる経路が機能を相補していると考え、現在その解析を行なっている。
II) セントロメアが形成されるゲノム基盤の理解 昨年度からの継続で、反復配列を持たないセントロメアやネオセントロメアを活用した実験系を用いて、セントロメアのゲノム領域の解析を行った。特にヒストン修飾やゲノムの3D配置に着目した解析を行った。
III) 電子顕微鏡を活用したセントロメアタンパク質複合体の構造基盤の理解 昨年度までに、クライオ電子顕微鏡を活用してCENP-Aヌクレオソームの構造解析には成功しており、本年度は、CENP-AヌクレオソームとCENP-Cとの複合体の構造解析を電子顕微鏡を活用して行い、原子レベルでの構造が見えてきた。これまで、CENP-AのC末端側が、CENP-Cと結合していると考えられていたが、その結合に加え、CENP-Aの異なる領域もCENP-Cとの結合に関与していることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
細胞周期に依存したセントロメア構成タンパク質ネットワークの変化に関しては、昨年度に予想外の結果が得られ、今年度はそれを論文として発表した。分野の内外から、これまでの概念を変える発見として注目を受けた。それをベースにさらなる発見があり、予定以上に研究は進んでいる。また、セントロメゲノムの解析についても、独自の研究系を有していることもあり、世界に先駆けて、研究が進んでいる。再構成実験やクライオ電子顕微鏡を用いた構造解析の実験については、CENP-AヌクレオソームとCENP-Cの構造がクライオ電子顕微鏡で明らかにできた。また、CENP-Nを含めた構造も明らかになっている。X線結晶構造解析も併用しながら、当初の計画以上のペースで研究は、進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究は、順調に推進できているので、基本的には、引き続きこれまでの研究計画に沿って研究を推進する。
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