遺伝子破壊法を用いた高等真核細胞のクロマチン構造構築因子群の構造機能解析

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19310127
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 中山 建男 University of Miyazaki, フロンティア科学実験総合センター, 教授 (60031712)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高見 恭成 宮崎大学, 医学部, 准教授 (80236356)
• Keywords: クロマチン構造 / ジーンノックアスト法 / ヒストンシャペロン / DNA複製 / 細胞周期 / チェックポイント / DNA障害 / DT40

Research Abstract

高等真核細胞のクロマチン構造構築の分子機構を解明するため、それに関与する重要因子であるHIRA,ASF1,HAT1,CAF-1等のDT40変異株を作成・解析して、以下のような成果を得た。
1.HAT1は細胞質の新生ヒストンH4のLys-5,Lys-12と共にクロマチン結合性ヒストンH4のLys-5のアセチル化も触媒すること、DNA複製とカップルしたクロマチンアセンブリーには必要でないこと、MMSやCPTによるDNA複製阻害で誘起されるDNA障害の修復に関与することなどを明らかにした。
2.細胞増殖に必須なCAF-1の各サブユニットp48,p60,p150の欠損はいずれもS期進行の遅延、DNA合成能低下などを伴って死滅する。細胞増殖にはp150とp60,PCNAの結合は必須であるが、HP1との結合は必須でなかった。
3.DNA複製阻害剤(HUやAPH等)で誘起されるS期チェックポイントキナーゼChk1の活性化はCAF-1非存在下で顕著に減少し、DNA複製チェックポイントを介したシグナル伝達にCAF-1それ自体か、CAF-1による新生DNA鎖上でのrapidヌクレオソーム形成が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
4.ASF1はCAF-1と同様に細胞増殖に必須であり、その欠損はDNA合成能低下を伴うS期進行の遅延、multipolar spindlesの形成などを伴って死滅する。増殖にはASF1とCAF-1p60,HIRAとの結合は必要でなかった。
5.HIRAのN-末端半分とC-末端半分は、細胞周期関連遺伝子群の転写制御に関して、それぞれ促進と抑制という逆の役割を担い、細胞周期・増殖をコントロールすること、HIRAはそのN-末端領域のWDリピートを介して、p18遺伝子のプロモーター領域と相互作用し、その転写を制御していることを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Studies on epigenetic control of B cell functions using the DT40 cell line (2008)
  • Author(s): Kikuchi, H., Barman, H. K., Nakayama, M., Takami, Y. and Nakayama, T.
  • Journal Title: Immunogenetics Research Progress, Nova Science Publishers, Inc. NY (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Essential role of CAF-1-mediated rapid nucleosome assembly for DNA replication and cell division in vertebrate cells (2007)
  • Author(s): Takami, Y., Ono, T., Fukagawa, T., Shibahara, K. and Nakayama, T.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell 18 Pages: 129-141
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Collaborative roles of rH2AX and the Rad51 paralog Xrcc3 in homologous recombinational repair (2007)
  • Author(s): Sonoda, E., Zhao, G.-Y., Kohzaki, M., Dhar, P. K., Kikuchi, K., Redon, C., Pilch, D. R., Bonner, W. W., Nakano, A., Watanabe, M., Nakayama, T., Takeda, S. and Takami, Y.
  • Journal Title: DNA Repair 6 Pages: 280-292
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cleavage and cytoplasmic relocalization of histone deacetylase 3 are important for apoptosis progression (2007)
  • Author(s): Escaffit, F., Vaute, O., Chevillard-Briet, M., Segui, B., Takami, Y., Nakayama, T. and Trouche, D.
  • Journal Title: Mol. Cell. Biol. 27 Pages: 554-567
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] HDAC2 controls IgM H and L-chain gene expressions via EBF1, Pax5, Ikaros, Aiolos and E2A gene expressions (2007)
  • Author(s): Nakayama, M., Suzuki, H., Yamamoto-Nagamatsu, N., Barman, H. K., Kikuchi, H., Takami, Y., Toyonaga, K., Yamashita, K. and Nakayama, T.
  • Journal Title: Genes Cells 12 Pages: 359-373
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histone H1 variant, H1R is involved in DNA damage response (2007)
  • Author(s): Hashimoto, H., Sonoda, E., Takami, Y., Kimura, H., Nakayama, T., Tachibana, M., Takeda, S. and Shinkai, Y.
  • Journal Title: DNA Repair 6 Pages: 1584-1595
  • Peer Reviewed
• [Presentation] DT40細胞を用いた遺伝子ノックアウト法によるGCN5の機能解析 (2007)
  • Author(s): 菊池秀彦、高見恭成、中山建男
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] DT40細胞を用いたASF1の機能解析 (2007)
  • Author(s): 高見恭成、中山建男
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-12
• [Presentation] DT40細胞を用いた遺伝子ノックアウト法によるGCN5の機能解析 (2007)
  • Author(s): 菊池秀彦、高見恭成、中山建男
  • Organizer: 日本生化学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 宮崎
  • Year and Date: 2007-05-20
• [Presentation] 脱脂粉乳を利用した新規味噌の機能性 (2007)
  • Author(s): 六車三治男、伊藤瑞奈、河原聡、丸山眞杉、中山建男、久寿米木一裕、菱沼毅、中村豊郎
  • Organizer: 日本生化学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 宮崎
  • Year and Date: 2007-05-20