2017 Fiscal Year Annual Research Report
時空間的核アクチン重合化制御によるクロマチン構造と転写状態の変動
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamic chromatin structure and function |
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| Project/Area Number |
16H01321
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
宮本 圭 近畿大学, 生物理工学部, 講師 (40740684)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 核アクチン / リプログラミング / クロマチン構造 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カエル卵母細胞核内へと移植された哺乳類体細胞核は、卵由来のクロマチン結合タンパク質を取り込み、最終的に抑制遺伝子が活性される（転写のリプログラミング）。転写のリプログラミングは階層的なクロマチン構造の変化によって誘導されるのだが、核アクチンの重合化が重要な役割を果たしている可能性が示されてきた。そこで本研究では、光遺伝学の手法を用いて核アクチンの重合化を時空間特異的に制御し、核アクチンがクロマチン構造に与える影響並びにリプログラミングに果たす役割を明らかにする。
核アクチンの重合化を時空間的特異的に制御するために、光遺伝学ツールの一つである「LOV（light, oxygen, voltage）ドメイン」に注目した。LOVドメインにアクチン重合化促進因子であるRac1を結合することにより、Rac1のアクチン重合化活性が阻害されるが、光刺激に応答してRac1のアクチン重合化活性が復元する。これにより、リプログラミングを受けている最中の体細胞核に、核アクチン重合化を光刺激に応じて時期特異的に誘導することに成功し、アクチン重合化促進に反応してクロマチンへの結合が変化するタンパク質群を同定した。また、アクチン重合化促進の結果、体細胞クロマチンがゲノムワイドに弛緩した状態に変化することをATAC-seqにより示した。以上の結果より、リプログラミングを受ける核においてアクチン重合化を促進すると、クロマチンリモデリングが促進され、結果として弛緩した状態のクロマチンが作り上げられること明らかにした。
上記のカエル卵母細胞を用いた哺乳類体細胞核のリプログラミング系とは別に、マウス初期胚発生における核アクチン重合化の役割も調べ、核の膨化に核アクチン重合化が関与していることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Srf destabilizes cellular identity by suppressing cell-type-specific gene expression programs2018
Author(s)
Ikeda T, Hikichi T, Miura H, Shibata H, Mitsunaga K, Yamada Y, Woltjen K, Miyamoto K, Watanabe A, Hiratani I, Yamada Y, Yamamoto T, Hotta A, Okita K, Masui S
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 9
Pages: 1387
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Peroxiredoxin as a functional endogenous antioxidant enzyme in pronuclei of mouse zygotes2018
Author(s)
Morita K, Tokoro M, Hatanaka Y, Higuchi C, Ikegami H, Nagai K, Anzai M, Kato H, Mitani T, Taguchi Y, Yamagata K, Hosoi Y, Miyamoto K, Matsumoto K
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Journal Title
J Reprod Dev.
Volume: 64
Pages: 161-171
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Ubiquitin-proteasome system modulates zygotic genome activation in early mouse embryos and influences full-term development2017
Author(s)
Higuchi C, Shimizu N, Shin SW, Morita K, Nagai K, Anzai M, Kato H, Mitani T, Yamagata K, Hosoi Y, Miyamoto K, Matsumoto K
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Journal Title
J Reprod Dev.
Volume: 64
Pages: 65-74
DOI
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[Journal Article] A transient pool of nuclear F-actin at mitotic exit controls chromatin organization2017
Author(s)
Baarlink C, Plessner M, Sherrard A, Morita K, Misu S, Virant D, Kleinschnitz EM,Harniman R, Alibhai D, Baumeister S, Miyamoto K, Endesfelder U, Kaidi A, Grosse R
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Journal Title
Nat Cell Biol.
Volume: 19
Pages: 1389-1399
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Efficient nuclear reprogramming of somatic cells towards totipotency is supported by synergistic effects of small molecules2017
Author(s)
Miyamoto K, Tajima Y, Yoshida K, Oikawa M, Azuma R, Mori M, Imasato Y, Allen G.E, Tsujikawa T, Tsukaguchi T, Bradshaw C.R, Jullien J, Yamagata K, Matsumoto K, Anzai M, Imai H, Gurdon J.B, Yamada M.
Organizer
第50回 日本発生生物学会
Invited
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