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2015 Fiscal Year Annual Research Report

転写サイクルにおけるクロマチンリモデリング複合体の動的リサイクルの解明

Publicly Offered Research

Project AreaIntegral understanding of the mechanism of transcription cycle through quantitative, high-resolution approaches
Project/Area Number 15H01340
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

原田 昌彦  東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70218642)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords転写サイクル / クロマチン / アクチンファミリー
Outline of Annual Research Achievements

転写サイクルの機能に、クロマチン構造を変換するクロマチンリモデリング複合体が関与することが知られている。しかし、細胞あたりのクロマチンリモデリング複合体の分子数は、こららの多様な機能に比べて著しく少ないことが報告されている。この知見は、クロマチンリモデリング複合体が、転写サイクルの進展に伴って、形成や解離を繰り返している可能性を示している。本研究では、クロマチンリモデリング複合体の構成因子として広く含まれているアクチンファミリーに注目して、これらの分子がクロマチンリモデリング複合体の「リサイクル」にどのように関与しているか、また、転写サイクルの進行にどのように関与しているかについて、解析を行う。ヒトのINO80クロマチンリモデリング複合体を解析対象とし、この複合体に含まれるアクチンファミリーArp5, Arp8に注目して解析を行った。これらの遺伝子をノックアウトしたヒト細胞を用いて、ヘムオキシゲナーゼ1遺伝子の酸化ストレスによる発現誘導を観察したところ、これらのアクチンファミリーが、INO80の機能に重要な役割を果たすことが示された。クロマチン免疫沈降などの解析によって、Arp8がINO80複合体のクロマチンへのリクルートに、またArp5はINO80複合体の活性化に必要であることも示された。さらに、Arp5, Arp8の機能解析の目的で、これらの分子に結合するbicyclic peptideをスクリーニングによって得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

INO80クロマチンリモデリング複合体におけるArp5, Arp8の役割について新たな知見を得ることができた。また、これらの分子に結合するbicyclic peptideをスクリーニングによって得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

Arp5およびArp8をノックアウトした細胞を用いて、転写サイクルにおけるこれらのアクチンファミリーの機能をさらに明らかにする。また、これまでに得られているbicyclic peptideを、こららの分子の機能解析に用いると共に、人為的にクロマチンリモデリング複合体の機能を制御する可能性についても検討する。

  • Research Products

    (29 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] FMI/EPFL(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      FMI/EPFL
  • [Int'l Joint Research] Institute of Molecular Genetics(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      Institute of Molecular Genetics
  • [Journal Article] Nuclear F-actin enhances the transcriptional activity of β-catenin by increasing its nuclear localization and binding to chromatin.2016

    • Author(s)
      Yamazaki S, Yamamoto K, de Lanerolle P, Harata M
    • Journal Title

      Histochem Cell Biol

      Volume: 145 Pages: 389-399

    • DOI

      0.1007/s00418-016-1416-9.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genetic complementation analysis showed distinct contributions of the N-terminal tail of H2A.Z to epigenetic regulations2016

    • Author(s)
      Masayuki Kusakabe, Hiroyuki Oku, Ryo Matsuda, Tetsuya Hori, Akihiko Muto, Kazuhiko Igarashi, Tatuo Fukagawa, Masahiko Harata
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 21 Pages: 122-135

    • DOI

      10.1111/gtc.12327

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Contribution of nuclear actin to transcription regulation.2015

    • Author(s)
      Yamazaki S, Yamamoto K, Harata M.
    • Journal Title

      Genom Data

      Volume: 4 Pages: 127-129

    • DOI

      10.1016/j.gdata.2015.04.009.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The actin family protein ARP6 contributes to the structure and the function of the nucleolus.2015

    • Author(s)
      Kitamura H, Matsumori H, Kalendova A, Hozak P, Goldberg IG, Nakao M, Saitoh N, Harata M.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 464 Pages: 554-560

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.07.005.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] アクチンファミリー分子によるクロマチン・細胞核機能制御2015

    • Author(s)
      原田昌彦、山崎祥他、尾間由佳子
    • Journal Title

      生化学会誌

      Volume: 87 Pages: 629-632

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] アクチンファミリーによる細胞核・クロマチンの機能構造形成2015

    • Author(s)
      山崎祥他、尾間由佳子、原田昌彦
    • Journal Title

      ナノ学会会報

      Volume: 13 Pages: 73-77

  • [Presentation] ストレス応答遺伝子HO-1発現へのINO80複合体の関与とbicyclic peptideによる人為的制御の試み2016

    • Author(s)
      秋山祐亮 高橋裕一朗 村上寛和 Christian Heinis 五十嵐和彦 加藤恭丈 原田昌彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター、北海道札幌市
    • Year and Date
      2016-03-30
  • [Presentation] 遺伝学的相補を用いたヒストンバリアントH2A.Zおよび変異体の機能解析2016

    • Author(s)
      日下部将之、堀越直樹、佐藤浩一、 松田涼、奥裕之、堀哲也、深川竜郎、木村宏、胡桃坂仁志、原田昌彦
    • Organizer
      第3回 ヒストンバリアント研究会
    • Place of Presentation
      早稲田大学先端生命医科学センター、東京都新宿区
    • Year and Date
      2016-02-28
    • Invited
  • [Presentation] INO80クロマチンリモデリング複合体におけるアクチンファミリーArp5, Arp8の分子機構2016

    • Author(s)
      村上 寛和、秋山 祐亮、高橋 裕一朗、原田 昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル一の坊、宮城県松島町
    • Year and Date
      2016-01-14
  • [Presentation] 遺伝学的相補を用いたヒストンバリアントH2A.Zおよび変異体の機能解析2016

    • Author(s)
      日下部将之、奥裕之、堀越直樹、  堀哲也、深川竜郎、胡桃坂仁志、  原田昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • Year and Date
      2016-01-12
  • [Presentation] 細胞核内アクチンフィラメントのゲノム機能への関与2016

    • Author(s)
      山崎祥他、山本浩志、十川久美子、徳永万喜洋、原田昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • Year and Date
      2016-01-12
  • [Presentation] ヒストンバリアントH2A.Z機能ドメインの進化的保存性解析2016

    • Author(s)
      奥裕之、日下部将之、原田昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • Year and Date
      2016-01-12
  • [Presentation] 細胞分化における核内アクチンの機能解析2016

    • Author(s)
      山本浩志、山崎祥他、十川久美子、徳永万喜洋、原田昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • Year and Date
      2016-01-12
  • [Presentation] 酸化ストレス応答遺伝子HO-1発現へのINO80クロマチンリモデリング複合体の関与2015

    • Author(s)
      秋山祐亮 高橋裕一朗 村上寛和 Christian Heinis 五十嵐和彦 加藤恭丈 原田昌彦
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-04
  • [Presentation] アクチンファミリーによるクロマチン構造の階層的変換2015

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-04
    • Invited
  • [Presentation] DNA損傷依存的な姉妹染色分体間接着形成への核膜タンパク質の関与2015

    • Author(s)
      折原行希、尾間由佳子、小西辰紀、堀籠 智洋、Susan Gasser、原田昌彦
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-03
  • [Presentation] 遺伝学的相補解析によるヒストンバリアントH2A.Zの機能ドメインと進化的保存性の解析2015

    • Author(s)
      高橋大輔、日下部将之、奥裕之、原田昌彦
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-03
  • [Presentation] ヒストンバリアントと核構造によるクロマチン機能構造制御2015

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      遺伝研研究会「クロマチン・細胞核構造の形成とダイナミクスによるゲノム機能制御」
    • Place of Presentation
      遺伝学研究所、静岡県三島市
    • Year and Date
      2015-10-29
    • Invited
  • [Presentation] Functional analysis of the histone variant H2A.Z using gene knockout cell lines2015

    • Author(s)
      Masayuki Kusakabe, Tetsuya Hori2, Ryo Matsuda, Hiroyuki Oku, Hitoshi Kurumizaka, Tatsuo Fukagawa, Masahiko Harata
    • Organizer
      The 40th Naito Conference Epigenetics -From Histone Code to Therapeutic Strategy
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダム、北海道札幌市
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] Functional analysis of the contribution of acetylation of H2A.Z to epigenetic regulations2015

    • Author(s)
      Masayuki Kusakabe, Ryo Matsuda, Hiroyuki Oku, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa, Hitoshi Kurumizaka, Masahiko Harata
    • Organizer
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台、兵庫県淡路市
    • Year and Date
      2015-08-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles of nuclear filamentous-actin in transcriptional regulation2015

    • Author(s)
      Shota Yamazaki, Koji Yamamoto, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga, Masahiko Harata
    • Organizer
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • Place of Presentation
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Hyogo, Japan
    • Year and Date
      2015-08-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles of Actin Family Proteins in the Organization of Functional Structures within the Nucleus2015

    • Author(s)
      Masahiko Harata, Shota Yamazaki, Hiroshi Kitamura, Koji Yamamoto, Yukako Oma Yuki Orihara, Haruka Matsumori, Noriko Saitoh, and Masahiko Harata
    • Organizer
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • Place of Presentation
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Hyogo, Japan
    • Year and Date
      2015-08-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Masahiko Harata2015

    • Author(s)
      Roles of actin family proteins in chromatin and nuclear organization
    • Organizer
      24th Wilhelm Bernhard Workshop on the Cell Nucleus + 57th Symposium of the Society for Histochemistry
    • Place of Presentation
      Scholoss Wilhelminenberg, Vienna, Austria
    • Year and Date
      2015-08-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of functional domains of histone variant H2A.Z by complementation analysis2015

    • Author(s)
      Masayuki Kusakabe, Ryo Matsuda, Hiroyuki Oku, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa, Hitoshi Kurumizaka, Masahiko Harata
    • Organizer
      Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability
    • Place of Presentation
      大阪大学、大阪府大阪市
    • Year and Date
      2015-05-19
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Roles of nuclear actin filaments in transcriptional regulation2015

    • Author(s)
      Shota Yamazaki, Koji Yamamoto, Masahiko Harata
    • Organizer
      Institute for Protein Research (IRP) Seminar “Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability
    • Place of Presentation
      Osaka University, Osaka, Suita, Japan
    • Year and Date
      2015-05-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Contribution of nuclear actin and Arps to functional organization of the nucleus and chromatin2015

    • Author(s)
      Masahiko Harata
    • Organizer
      Institute for Protein Research (IRP) Seminar “Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability
    • Place of Presentation
      Osaka University, Osaka, Suita, Japan
    • Year and Date
      2015-05-19
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] http://www.harata-lab.org/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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