Mechanism of genome DNA maintenance methylation

2012 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22370053
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: TAJIMA Shoji 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (50132931)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NAKAGAWA Atsushi 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (20188890) ; SUETAKE Isao 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (80304054)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Keywords: DNA メチル化 / DNA メチルトランスフェラーゼ / 維持メチル化

Research Abstract

Vertebrate genome is often methylated. DNA methylation is one of the factors that suppresses gene expression, and is crucial for development. DNA methylation patterns of genome are inherited to next generation during replication. DNA methyltransferase called Dnmt1 is responsible for faithful propagation of DNA methylation patterns. In the project we have provided structural and biochemical insights into the maintenance methylation

Research Products

• [Journal Article] Structural basis of the versatile DNA recognition ability of the methyl CpG binding domain of methyl-CpG binding domain protein 4. (2013)
  • Author(s): Otani, J., Arita, K., Kato, T., Kinoshita, M., Kimura, H., Suetake, I., Tajima, S., Ariyoshi, M., Shirakawa, M
  • Journal Title: J. Biol. Chem Volume: 288 Pages: 6351-6362
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M112.431098
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hinge and chromoshadow of HP1α participate in recognition of K9 methylated histone H3 in nucleosomes (2013)
  • Author(s): Mishima, Y., Watanabe, M., Kawakami, T.,Jayasinghe, C. D., Otani, J., Kikugawa, Y.,Shirakawa, M., Kimura, H., Nishimura, O.,Aimoto, S., Tajima, S., and Suetake, I.
  • Journal Title: J. Mol. Biol. Volume: 425 Pages: 54-70
  • DOI: doi:10.1016/j.jmb.2012.10.018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genome-wide analysis of DNA methylation and expression of microRNAs in breast cancer cells. (2012)
  • Author(s): Morita, S., Takahashi, R., Yamashita, R.,Toyoda, A., Horii, T., Kimura, M.,Fujiyama, A., Nakai, K., Tajima, S.,Matoba, R., Ochiya, T., and Hatada, I
  • Journal Title: Int. J. Mol. Sci. Volume: 13 Pages: 8259-8272
  • DOI: doi:10.3390/ijms13078259
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Dnmt3b splice variant is specifically expressed in in vitro-manipulated blastocysts and their derivative ES cells. (2011)
  • Author(s): Horii, T., Suetake, I., Yanagisawa, E., Morita, S., Kimura, M., Nagao, Y., Imai,H., Tajima, S., and Hatada, I
  • Journal Title: J. Reprod. Dev Volume: 57 Pages: 579-585
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural insight into maintenance methylation by mouse DNA methyltransferase 1 (Dnmt1). (2011)
  • Author(s): Takeshita, K., Suetake, I., Yamashita,E., Suga, M., Narita, H., Nakagawa, A., andTajima, S.
  • Journal Title: Proc. Natl.Acad. Sci. USA Volume: 108 Pages: 9055-9059
  • DOI: doi:10.1073/pnas.1019629108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of DNA-binding activity in the N-terminal domain of the DNA methyltransferase Dnmt3a (2011)
  • Author(s): Suetake, I., Mishima, Y., Kimura, H., Lee, Y. H., Goto, Y., Takeshima, H., Ikegami, T., and Tajima, S.
  • Journal Title: Biochem. J. Volume: 437 Pages: 141-148
  • DOI: doi:10.1042/BJ20110241
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Down-regulation of the tumor suppressor C-terminal Src kinase (Csk)-binding protein (Cbp)/PAG1 is mediated by epigenetic histone modifications via the mitogen-activated protein kinase (MAPK)/phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) pathway. (2011)
  • Author(s): Suzuki, K., Oneyama, C., Kimura, H., Tajima, S., and Okada, M.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 286 Pages: 15698-15706
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M110.195362
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recombinant mammalian DNA methyltransferase activity on model transcriptional gene silencing short RNA-DNA heteroduplex substrates. (2010)
  • Author(s): Ross, J. P., Suetake, I., Tajima, S., andMolloy, P. L.
  • Journal Title: Biochem.J. Volume: 432 Pages: 323-332
  • DOI: doi:10.1042/BJ20100579
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Array-based genomic resequencing of human leukemia. (2010)
  • Author(s): Yamashita, Y., Yuan, J., Suetake, I.,Suzuki, H., Ishikawa, Y., Choi, Y. L., Ueno,T., Soda, M., Hamada, T., Haruta, H.,Takada, S., Miyazaki, Y., Kiyoi, H., Ito,E., Tomoki Naoe, Tomonaga, M., Toyota, M.,Tajima, S., Iwama, A., and Mano, H.
  • Journal Title: Oncogene Volume: 29 Pages: 3723-3731
  • DOI: doi:10.1038/onc.2010.117
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The DNA-binding activity of mouse DNA methyltransferase 1 is regulated by phosphorylation with casein kinase 1δ/ε (2010)
  • Author(s): Sugiyama, Y., Hatano, N., Sueyoshi, N.,Suetake, I., Tajima, S., Kinoshita, E.,Kinoshita-Kikuta, E., Koike, T., and Kameshita, I.
  • Journal Title: Biochem J. Volume: 427 Pages: 489-497
  • DOI: doi:10.1042/BJ20091856
  • Peer Reviewed
• [Presentation] マイクロ RNA とたんぱく質をコードする遺伝子のエピジェネティクな類似性と相違-次世代シーケンサーによる解析 (2012)
  • Author(s): 森田純代
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2012-12-11
• [Presentation] De novo 型 DNA メチル化酵素Dnmt3a2 とコリプレッサータンパク質 Trim28の結合様式 (2012)
  • Author(s): 木村博信
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2012-12-11
• [Presentation] H3K9me を含む再構成ヌクレオソームの調製と HP1 結合 (2012)
  • Author(s): 末武勲
  • Organizer: 蛋白研セミナー「エピゲノム解析の新技術とエピジェネティクス制御機構の新展開」
  • Place of Presentation: 大阪大学蛋白質研究所
  • Year and Date: 2012-09-28
• [Presentation] Multi-step process of maintenance methylation (2012)
  • Author(s): Shoji Tajima
  • Organizer: FASEB Science Research Conference on Biological Methylation: From DNA and Histones to Disease
  • Place of Presentation: The Westin Conference Center, Snowmass Village, Colorado, USA
  • Year and Date: 2012-08-15
• [Presentation] ポリコーム群蛋白質複合体(PRC2)によるヒストン H3K27 メチル化活性-Suz12 の責任領域- (2012)
  • Author(s): 三島優一
  • Organizer: 第6回日本エピジェネティック研究会年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京千代田区一ツ橋)
  • Year and Date: 2012-05-15
• [Presentation] Dnmt1 による DNA 維持メチル化活性は領域の大きな再配置を伴う反応である (2012)
  • Author(s): 末武勲
  • Organizer: 第6回日本エピジェネティック研究会年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京千代田区一ツ橋)
  • Year and Date: 2012-05-15
• [Presentation] Dnmt1 による DNA 維持メチル化の in vivo における責任領域 (2012)
  • Author(s): 長谷川貴志
  • Organizer: 第6回日本エピジェネティック研究会年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京千代田区一ツ橋)
  • Year and Date: 2012-05-15
• [Presentation] 海洋無脊椎動物からの Dnmt1阻害剤の探索 (2012)
  • Author(s): 石上進太郎
  • Organizer: 第6回日本エピジェネティック研究会年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京千代田区一ツ橋)
  • Year and Date: 2012-05-15
• [Presentation] X線結晶構造から見る Dnmt1 のエピジェネティックマーク継承のメカニズム (2011)
  • Author(s): 竹下浩平
  • Organizer: 第49回生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス
  • Year and Date: 2011-09-16
• [Presentation] X 線結晶構造解析から考察するDnmt1 による維持メチル化機構 (2011)
  • Author(s): 竹下浩平
  • Organizer: 第5回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: KKR 熊本
  • Year and Date: 2011-05-01
• [Presentation] Dnmt1 と Np95/Uhrf1の機能的な相互作用 (2011)
  • Author(s): Ahmet C. Berkyurek
  • Organizer: 第5回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: KKR 熊本
  • Year and Date: 2011-05-01
• [Presentation] ヘテロクロマチン蛋白質 1αの再構成ヌクレオソームに対する結合の生化学的解析 (2011)
  • Author(s): 三島優一
  • Organizer: 第5回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: KKR 熊本
  • Year and Date: 2011-05-01
• [Presentation] 再構成ヌクレオソーム構造に対する HP1・の新規な結合様式 (2011)
  • Author(s): Chanika D. Jayasinghe
  • Organizer: 第5回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: KKR 熊本
  • Year and Date: 2011-05-01
• [Presentation] De novo 型 DNA メチル化酵素Dnmt3a2 とコリプレッサータンパク質 Trim28の結合様式の検討 (2011)
  • Author(s): 木村博信
  • Organizer: 第5回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: KKR 熊本
  • Year and Date: 2011-05-01
• [Presentation] Dnmt1 の活性にはたす複製フォーク標的かシグナル(RFTS)の役割 (2011)
  • Author(s): 中村達郎
  • Organizer: 第5回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: KKR 熊本
  • Year and Date: 2011-05-01
• [Presentation] メチル化 CpG 結合蛋白質 MBD4 による DNA 認識の構造基盤 (2011)
  • Author(s): 大谷淳二
  • Organizer: 第5回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: KKR 熊本
  • Year and Date: 2011-05-01
• [Presentation] ゲノムメチル化模様の形成と維持 (2010)
  • Author(s): 田嶋 正二
  • Organizer: 第1回フォーラム・イン・ドージン「エピジェネティクスによる細胞のメタモルフォーゼ」
  • Place of Presentation: 熊本ホテルキャッスル
  • Year and Date: 2010-11-26
• [Presentation] DNA メチル化の形成・維持機構、蛋白質研究所セミナー (2010)
  • Author(s): 田嶋正二
  • Organizer: 「ゲノム機能の記憶の成立機序とその制御」
  • Place of Presentation: 大阪大学蛋白質研究所
  • Year and Date: 2010-11-20
• [Presentation] Binding specificity of heterochromatin protein 1, and to the reconstituted nucleosomes containing lysine 9 tri-methylated histone H3, JSPS Sweden-Japan Joint colloquium on Epigenetics (2010)
  • Author(s): Isao Suetake
  • Organizer: New Horizons in Japan and Scandinavia
  • Place of Presentation: Nobel Forum, Karolinska Institute, Stockholm, Sweden
  • Year and Date: 2010-09-06
• [Presentation] 乳癌薬剤耐性がん細胞におけるmicroRNA 上流領域の DNA メチル化網羅的解析 (2010)
  • Author(s): 畑田出穂
  • Organizer: 第2回日本 RNAi 研究会
  • Place of Presentation: グランドプリンスホテル広島
  • Year and Date: 2010-08-27
• [Presentation] 体外操作胚や癌で特異的に発現する新規Dnmt3b スプライシングバリアント (2010)
  • Author(s): 堀居拓郎
  • Organizer: 第4回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 米子市文化ホール
  • Year and Date: 2010-05-28
• [Presentation] リシン 9 をトリメチル化したヒストン H3 をもつ再構成ヌクレオソームに対する heterochromatin protein 1 の特異的な結合様式 (2010)
  • Author(s): 三島優一
  • Organizer: 第4回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 米子市文化ホール
  • Year and Date: 2010-05-28
• [Presentation] Heterochromatin Protein 1 アイソフォームの特異的な結合様式 (2010)
  • Author(s): 末武勲
  • Organizer: 第9回核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: ラフォーレ修善寺
  • Year and Date: 2010-05-27
• [Book] 実験医学増刊「エピジェネティクスと疾患」 (2010)
  • Author(s): 田嶋正二
  • Total Pages: 18-25
  • Publisher: 田嶋正二編集
• [Remarks] 雑誌論文業績(5)について、その業績が発表雑誌同じ号にCommentaryとして取りあげられた。Frauer,C. and Leonhardt, H. Twists and turns of DNA methylation Proc. Natl. Acad.Sci. USA 108, 8920, 2011この業績については以下のホームページにも掲載された。
• [Remarks] 最新研究成果:ゲノムのメチル化模様維持を触媒する酵素の立体構造を解明
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/jpn/achievement/papers/structural-insight-intomainte.php
• [Remarks] ゲノムのメチル化模様維持を触媒する酵素の立体構造を解明-がん細胞を制御する創薬の開発につながる-
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2011/110426