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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular mechanisms for centromere formation

Research Project

Project/Area Number 17H06167
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

深川 竜郎  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (60321600)

Project Period (FY) 2017-05-31 – 2022-03-31
Keywordsセントロメア / 染色体分配 / 細胞周期 / エピジェネティックス / タンパク質構造
Outline of Annual Research Achievements

セントロメアは、染色体分配に必須なゲノム領域である。セントロメア領域には、紡錘体微小管との結合に必須な動原体構造が形成される。染色体の正確な分配は、生命の維持にとって必要不可欠であるため、セントロメア・動原体を中心とした染色体分配機構の解明を目指した研究はきわめて重要である。深川らは、20年以上にわたり、セントロメア・動原体の分子基盤の解明を目指した研究を精力的に行ってきており、国内外から高い評価を受けてきた。本研究では、我々のこれまでの研究をベースに、それをさらに発展させて、セントロメア・動原体の形成機構を解明することを目的として研究を進めた。具体的な計画では、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、II) セントロメアが形成されるゲノム基盤の理解、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の3計画の研究を平行して進めた。特に、2021年度に進める予定であったCENP-Aヌクレオソームとその結合因子に関する構造解析研究が、新型コロナウイルス流行の影響で共同研究や試料作成の点で遅れたものの、2022年度も研究を行い、CENP-AヌクレオソームとKNL2が結合した形での複合体の構造解析に成功した。さらに結合部位の詳細な解析から、この結合が染色体分配機能に必須であることを明らかにできた。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においては、最終的に十分な成果を挙げることができた。セントロメア領域のゲノム基盤の理解もあわせた総合的な研究によって、セントロメア・動原体形成機構の理解が進んだ。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (46 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 13 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 7 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] MIT/ハーバード大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      MIT/ハーバード大学
  • [Int'l Joint Research] エジンバラ大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      エジンバラ大学
  • [Int'l Joint Research] JNCASR(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      JNCASR
  • [Journal Article] Transgenerational epigenetic control of constitutive heterochromatin, transposons, and centromeres2023

    • Author(s)
      Fukagawa T, Kakutani T
    • Journal Title

      Curr Opin Genet Dev

      Volume: 78 Pages: 102021

    • DOI

      10.1016/j.gde.2023.102021.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The cryo-EM structure of the CENP-A nucleosome in complex with ggKNL22023

    • Author(s)
      Jiang H, Ariyoshi M, Hori T, Watanabe R, Makino F, Namba K, Fukagawa T
    • Journal Title

      EMBO J

      Volume: 42 Pages: e111965

    • DOI

      10.15252/embj.2022111965.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evolutionary analysis of a complete chicken genome2023

    • Author(s)
      Huang Z, Xu Z, Bai H, Huang Y, Kang N, Ding X, Liu J, Luo H, Yang C, Chen W, Guo Q, Xue L, Zhang X, Xu L, Chen M, Fu H, Chen Y, Yue Z, Fukagawa T, Liu S, Chang G, Xu L.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A

      Volume: 120 Pages: e2216641120

    • DOI

      10.1073/pnas.2216641120.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mobility of kinetochore proteins measured by FRAP analysis in living cells2022

    • Author(s)
      Watanabe Reito、Hirano Yasuhiro、Hara Masatoshi、Hiraoka Yasushi、Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      Chromosome Research

      Volume: 30 Pages: 43~57

    • DOI

      10.1007/s10577-021-09678-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transfected plasmid DNA is incorporated into the nucleus via nuclear envelope reformation at telophase2022

    • Author(s)
      Haraguchi Tokuko、Koujin Takako、Shindo Tomoko、Bilir Sukriye、Osakada Hiroko、Nishimura Kohei、Hirano Yasuhiro、Asakawa Haruhiko、Mori Chie、Kobayashi Shouhei、Okada Yasushi、 Chikashige Yuji、Fukagawa Tatsuo、Shibata Shinsuke、Hiraoka Yasushi
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Pages: 78

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03021-8

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Recruitment of two Ndc80 complexes via the CENP-T pathway is sufficient for kinetochore functions2022

    • Author(s)
      Takenoshita Yusuke、Hara Masatoshi、Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 851

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28403-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Kinetochore Architecture Employs Diverse Linker Strategies Across Evolution2022

    • Author(s)
      Sridhar S, Fukagawa T
    • Journal Title

      Front Cell Dev Biol

      Volume: 10 Pages: 862637

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.862637.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cryo‐EM structure of the CENP‐A nucleosome in complex with phosphorylated CENP‐C2021

    • Author(s)
      Ariyoshi Mariko、Makino Fumiaki、Watanabe Reito、Nakagawa Reiko、Kato Takayuki、Namba Keiichi、 Arimura Yasuhiro、Fujita Risa、Kurumizaka Hitoshi、Okumura Ei‐ichi、Hara Masatoshi、Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: 40 Pages: e105671

    • DOI

      10.15252/embj.2020105671

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Kinetochore stretching-mediated rapid silencing of the spindle-assembly checkpoint required for failsafe chromosome segregation2021

    • Author(s)
      Uchida Kazuhiko S.K.、Jo Minji、Nagasaka Kota、Takahashi Motoko、Shindo Norihisa、Shibata Katsushi、Tanaka Kozo、Masumoto Hiroshi、Fukagawa Tatsuo、Hirota Toru
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 31 Pages: 1581~1591.e3

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.01.062

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CENP-C Phosphorylation by CDK1 in vitro2021

    • Author(s)
      Watanabe Reito、Ariyoshi Mariko,Hara Masatoshi、Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      BIO-PROTOCOL

      Volume: 11 Pages: e3879

    • DOI

      10.21769/BioProtoc.3879

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Simple Method to Generate Super-sensitive AID (ssAID)-based Conditional Knockouts using CRISPR-based Gene Knockout in Various Vertebrate Cell Lines2021

    • Author(s)
      Nishimura Kohei、Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      BIO-PROTOCOL

      Volume: 11 Pages: e4092

    • DOI

      10.21769/BioProtoc.4092

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bub1 and CENP-U redundantly recruit Plk1 to stabilize kinetochore-microtubule attachments and ensure accurate chromosome segregation2021

    • Author(s)
      Chen Qinfu、Zhang Miao、Pan Xuan、Yuan Xueying、Zhou Linli、Yan Lu、Zeng Ling-Hui、Xu Junfen、 Yang Bing、Zhang Long、Huang Jun、Lu Weiguo、Fukagawa Tatsuo、Wang Fangwei、Yan Haiyan
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 36 Pages: 109740~109740

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109740

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Simple Method that Combines CRISPR and AID to Quickly Generate Conditional Knockouts for Essential Genes in Various Vertebrate Cell Lines2021

    • Author(s)
      Nishimura Kohei、Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      Methods Mol Biol

      Volume: 2377 Pages: 109~122

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1720-5_6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] CENP-Iに依存するCENP-Aのセントロメアへの導入に関する解析2022

    • Author(s)
      曹 静暉、堀 哲也、深川 竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] エクスパンジョン顕微鏡により明らかとなったセントロメアーキネトコア構造2022

    • Author(s)
      平野 泰弘、鈴木 應志、平岡 泰 、 深川 竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 分裂酵母核膜タンパク質Bqt4の新規脂質結合領域の役割2022

    • Author(s)
      平野 泰弘 、佐藤 つきの、三浦 彩音、樺山 一哉 、深瀬 浩一 、深川 竜郎 、原口 徳子 、平岡 泰
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 分裂酵母セラミド合成酵素ホモログTlc4は小胞体-ゴルジ体間の移行を介して核膜恒常性を維持する2022

    • Author(s)
      平野 泰弘、大野 祐介、木原 章雄 、 深川 竜郎 、原口 徳子 、 平岡 泰
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] CENP-Cの自己多量体化はセントロメアクロマチンおよびキネトコアの形成に必須である2022

    • Author(s)
      原 昌稔 、有吉 眞理子 、佐野 智基 、野澤 竜介、 新海 創也、大浪 修一、Jansen Isabelle、 広田 亨、深川竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The cryo-EM structure of the CENP-A nucleosome in complex with ggKNL22022

    • Author(s)
      Honghui Jiang、Mariko Ariyoshi、Reito Watanabe、Fumiaki Makino、Keiichi Namba、Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The molecular mechanism of the CENP-T-Mis12C interaction2022

    • Author(s)
      竹之下 憂祐、有吉眞理子、原 昌稔、深川 竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 高等動物におけるCCANに依存したCENP-A導入の仕組み2022

    • Author(s)
      堀 哲也、曹 静暉、深川 竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Towards understanding the molecular mechanism of CENP-T complex recruitment and maintenance at the kinetochore2022

    • Author(s)
      Shreyas Sridhar、Reiko Nakagawa、Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The CRISPR screening identifies genes which are genetically related to CENP-C2022

    • Author(s)
      Miao Jiahang、Hara Masatoshi、Heather R. Keys、Su Kuan-Chung、Iain M. Cheeseman、Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The role of the N-terminal conserved region of human CENP-C during mitotic progression2022

    • Author(s)
      Kong Weixia、Masatoshi Hara、Yasuhiro Hirano、Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Cenp-cΔex2-4はDMBA/TPA多段階皮膚発がんモデルにおいて腫瘍形成を促進する2022

    • Author(s)
      徳永 夕莉香、奥村 和弘、磯貝 恵理子、原 昌稔、深川 竜郎、若林 雄一
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 動原体タンパク質に依存したセントロメアの位置情報の書き込みメカニズム2022

    • Author(s)
      堀哲也、曹静暉、深川竜郎
    • Organizer
      日本遺伝学会第95回大会
  • [Presentation] Assembly of CCAN to Establish a Functional Kinetochore in Vertebrate Cells2022

    • Author(s)
      Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Centromere Biology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Structural dynamics of the kinetochore during the cell cycle progression2022

    • Author(s)
      Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      EMBO Workshop on Dynamic Kinetochore
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dynamic assembly of the kinetochore2022

    • Author(s)
      Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      Chromosome Stability2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Kinetochore dynamics in the early embryonic development2021

    • Author(s)
      Masatoshi Hara, Masakazu Hashimoto, Mami Nakagawa, Hiroshi Sasaki, Toshihiko Fujimori, Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of interaction between kinetochore protein subcomplexes2021

    • Author(s)
      Yudai Fukui, Masatoshi Hara, Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Structural basis of kinetochore protein networks regulated by the cell cycle-dependent phosphorylation2021

    • Author(s)
      山口夏実、有吉眞理子、深川竜郎
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The cryo-EM structure of the CENP-A nucleosome in complex with KNL22021

    • Author(s)
      Honghui Jiang, Mariko Ariyoshi, Fumiaki Makino, Reito Watanabe, Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The CRISPR screening reveals genes which are genetically related to CENP-C2021

    • Author(s)
      Jiahang Miao, Masatoshi Hara, Heather R. Keys, Kuan-Chung Su, Iain M. Cheeseman, Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Analysis for the CENP-I dependent CENP-A incorporation pathway2021

    • Author(s)
      Jinghui Cao, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 正確な染色体分配を保障するKMNネットワークの分子解剖2021

    • Author(s)
      竹之下 憂祐、原 昌稔、深川 竜郎
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Molecular Dissection of the KMN network on the CENP-T pathway.2021

    • Author(s)
      Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      CellBio2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] キネトコア-紡錘体微小管結合を担う分子基盤2021

    • Author(s)
      竹之下 憂祐、原 昌稔、深川 竜郎
    • Organizer
      第39回染色体ワークショップ・第20回核ダイナミクス研究会
  • [Presentation] CENP-C のCupinドメインを介した多量体化はその機能に必須である2021

    • Author(s)
      原 昌稔、有吉眞里子、深川竜郎
    • Organizer
      第39回染色体ワークショップ・第20回核ダイナミクス研究会
  • [Presentation] セントロメアのクロマチン構造とエピジェネティックス2021

    • Author(s)
      堀哲也、曹静暉、深川竜郎
    • Organizer
      日本遺伝学会第94回大会
    • Invited
  • [Presentation] 改良型オーキシンと受容体を用いた高感度タンパク質分解法2021

    • Author(s)
      西村浩平、山田遼太郎、萩原伸也、岩崎理恵、打田直行、高橋宏二、嘉村巧、鳥居啓子、深川竜郎
    • Organizer
      日本遺伝学会第94回大会
    • Invited
  • [Remarks] 染色体分配の「担い手」動原体の働き、ゲノム編集を駆使し解明

    • URL

      https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2022/20220214_1

  • [Remarks] 染色体の担い手「動原体」は細胞周期で異なるタンパク質と結合していた

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/research_results/papers/detail/1058

URL: 

Published: 2023-12-25  

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