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2010 Fiscal Year Annual Research Report

ヒストンの化学修飾を介したヌクレオソーム構造変換反応の解明

Research Project

Project/Area Number 21370052
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

堀越 正美  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (70242089)

Keywords遺伝子 / 酵素 / 生体分子 / 蛋白質 / 発現制御
Research Abstract

本研究は、ヒストンの化学修飾を介してヌクレオソーム構造変換反応が引き起こされるメカニズムを明らかにすることを目的とした。生体シグナルの一つの終着点であるヒストン化学修飾により、ヌクレオソーム構造変換反応が部位特異的にどのように引き起こされるのか、という課題に迫った。CIAがTFIIDのサブユニットの一つであるCCG1(Cell Cycle Gene1)中のアセチル化ヒストン認識ドメインであるプロモドメイン(以下、CCGIDBD(double bromodomains)と表記)と相互作用することは既に見出しており(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2002)、この相互作用の構造基盤を解析することにより、ヒストンアセチル化とCIAによるヌクレオソーム構造変換反応の連関性を解明することを試みた。CIA-CCGIDBDの複合体結晶構造解析に成功し、その生化学的、遺伝学的解析を通して、CIAがCCGIDBDを介してアセチル化ヒストンを含むヌクレオソームに特異的にリクルートされ、その後、CIAがヒストンに受け渡されることによりヌクレオソームの破壊が進行するという分子機構モデルを提唱した(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2010)。更に、ヒストンのN末テイルへの化学修飾に効果をもたらすC末コア領域をヒストン点変異体ライブラリーを用いて解析を行い、ヌクレオソームコア領域のある領域がヒストンH3/K36のメチル化制御に関与することを示した(Genes Cells,2010)。以上の構造解析以外にヒストンシャペロンCIAの複製時における機能解析を行い、伸長段階に作用する知見を得た(GenesCells,2010)、更にCIA以外のヒストンシャペロンFACTについても機能解析を行い、複製時の伸長過程における反応速度を制御するといった知見を得た(J.Biol.Chem,2011)。ヌクレオソーム構造変換レベルだけでなく、染色体レベルでの構造変換機構を解析する第一歩として染色体分配機構の解析を行なった(EMBOJ.,2011)。

  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Global analysis for functional residues of histone variant Htz1 using the comprehensive point mutant library2011

    • Author(s)
      A.Kawano, Y.Hayashi, S.Noguchi, H.Handa, M.Horikoshi & Y.Yamaguchi
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 16 Pages: 590-607

    • DOI

      doi:10.1111/j.1365-2443.2011.01512.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The histone chaperone FACT maintains replication fork rates2011

    • Author(s)
      T.Abe, K.Sugimura, Y.Hosono, Y.Takami, M.Akita, A.Yoshimura, S.Tada, T.Nakayama, H.Murofushi, K.Okumura, S.Takeda, M.Horikoshi, M.Seki & T.Enomoto
    • Journal Title

      J.Biol.Chem.

      Volume: 286 Pages: 30504-30512

    • DOI

      doi:10.1074/jbc.M111.264721

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global analysis of core histones reveals nucleosomal surfaces required for chromosome bi-orientation2011

    • Author(s)
      S.Kawashima
    • Journal Title

      EMBO J.

      Volume: 30 Pages: 3353-3367

    • DOI

      10.1038/emboj.2011.241

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global analysis for functional residues of histone variant Htz1 using the comprehensive point mutant library2011

    • Author(s)
      K.Ishikawa
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 16 Pages: 1050-1062

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2011.01549.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biphasic chromatin binding of histone chaperone FACT during eukaryotic chromatin DNA replication2011

    • Author(s)
      L.Kundu, et al
    • Journal Title

      Biochim.Biophys.Acta

      Volume: 1813 Pages: 1129-1136

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure of the histone chaperone CIA/ASF1-double bromodomain complex connecting histone modifications and site-specific histone eviction2010

    • Author(s)
      Y.Akai, N.Adachi, Y.Hayashi, M.Eitoku, N.Sano, R.Natsume, N.Kudo, M.Tanokura, T.Senda & M.Horikoshi
    • Journal Title

      Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.

      Volume: 107 Pages: 8153-8158

    • DOI

      doi:10.1073/pnas.0912509107

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global analysis of functional relationships between histone point mutations and the effects of histone deacetylase inhibitors2010

    • Author(s)
      L.Sato, S.Noguchi, Y.Hayashi, M.Sakamoto & M.Horikoshi
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 15 Pages: 553-594

    • DOI

      doi:10.1111/j.1365-2443.2010.01408.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chromatin dynamics mediated by histone modifiers and histone chaperones in postreplicative recombination2010

    • Author(s)
      H.Endo, S.Kawashima, L.Sato, M.S.Lai, T.Enomoto, M.Seki & M.Horikoshi
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 15 Pages: 945-958

    • DOI

      doi:10.1111/j.1365-2443.2010.01435.x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Network-Based Histone "Modification Web" Theory and "DESS" Strategy for Elucidating the Physiological Significance of Histone Modifications2011

    • Author(s)
      Y.Hayashi, et al
    • Organizer
      Keystone Symposia-Histone Code : Fact or Fiction?
    • Place of Presentation
      Utah, USA
    • Year and Date
      2011-01-12
  • [Presentation] ON/OFF on gene regulation : from component to network structure遺伝子制御のON/OFF:要素からネットワーク構造へ2010

    • Author(s)
      堀越正美
    • Organizer
      BMB2010(第83回日本生化学会大会・第33回日本分子生物学会年会)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、神戸市
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] Regulatory mechanisms of chromatin structure and function2010

    • Author(s)
      M.Horikoshi
    • Organizer
      2010 Global Biomarker Conference
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2010-09-10

URL: 

Published: 2013-06-26  

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