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2022 Fiscal Year Annual Research Report

セントロメアモダリティの理解

Publicly Offered Research

Project AreaGenome modality: understanding physical properties of the genome
Project/Area Number 21H05752
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

深川 竜郎  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (60321600)

Project Period (FY) 2021-09-10 – 2023-03-31
Keywords動原体 / セントロメア / 染色体分配 / 細胞周期 / 構造変化 / タンパク質構造
Outline of Annual Research Achievements

動原体は、細胞分裂期に両極から伸びてきた紡錘体微小管と結合し、染色体分配において必須の働きを担う構造体である。動原体は、ゲノム上のセントロメアと呼ばれる領域に形成されるが、動原体が形成されるためには、セントロメアDNAが動原体タンパク質によって制御される独自の様式、すなわちセントロメアモダリティが必要である。セントロメアモダリティの理解のために、試験管内での動原体複合体を再構成することは非常に有効な方法であるが、単純な再構成と生化学的解析だけでは、不十分である。本研究では、細胞内でおこる動原体複合体の構造変化を明確にし、その構造変化のメカニズムを構造生物学・生化学的に明らかにすることを目的とした。さらに、その変化の細胞内での意義についても明らかにすることを目指した。特に2022年度は、動原体を構成するCENP-Aヌクレオソームに結合する動原体タンパク質の変化に注目して研究を行った。CENP-AヌクレオソームにはCENP-Cタンパク質が結合すると、これまで考えられてきたが、CENP-Cがリン酸化されるM期でのみCENP-AヌクレオソームとCENP-Cが結合し、間期では結合していないことが明らかになった。解析を続けた結果、KNL2というタンパク質が、CENP-Cに変わり、間期CENP-Aヌクレオソームと結合することが明らかになり、その構造をクライオEMで明らかにした。結合の詳細を明らかにし、この結合がなくなる変異体ニワトリ細胞を作成した結果、CENP-Aが不安定化して、染色体分配異常が起こることも明らかになった。さらに、M期では、KNL2がCENP-Aから離れる構造変化も明らかなった。これらの研究を通して、動原体構造変化の重要性が理解できた。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (24 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] MIT(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      MIT
  • [Int'l Joint Research] エジンバラ大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      エジンバラ大学
  • [Int'l Joint Research] JNCASR(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      JNCASR
  • [Journal Article] Transgenerational epigenetic control of constitutive heterochromatin, transposons, and centromeres2023

    • Author(s)
      Fukagawa T, Kakutani T
    • Journal Title

      Curr Opin Genet Dev

      Volume: 78 Pages: 102021

    • DOI

      10.1016/j.gde.2023.102021.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The cryo-EM structure of the CENP-A nucleosome in complex with ggKNL2.2023

    • Author(s)
      Jiang H, Ariyoshi M, Hori T, Watanabe R, Makino F, Namba K, Fukagawa T
    • Journal Title

      EMBO J

      Volume: 42 Pages: e111965

    • DOI

      10.15252/embj.2022111965.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evolutionary analysis of a complete chicken genome2023

    • Author(s)
      Huang Z, Xu Z, Bai H, Huang Y, Kang N, Ding X, Liu J, Luo H, Yang C, Chen W, Guo Q, Xue L, Zhang X, Xu L, Chen M, Fu H, Chen Y, Yue Z, Fukagawa T, Liu S, Chang G, Xu L.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A

      Volume: 120 Pages: e2216641120

    • DOI

      10.1073/pnas.2216641120.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Kinetochore Architecture Employs Diverse Linker Strategies Across Evolution2022

    • Author(s)
      Sridhar S, Fukagawa T
    • Journal Title

      Front Cell Dev Biol

      Volume: 10 Pages: 862637

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.862637.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] CENP-Iに依存するCENP-Aのセントロメアへの導入に関する解析2022

    • Author(s)
      曹 静暉、堀 哲也、深川 竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] エクスパンジョン顕微鏡により明らかとなったセントロメアーキネトコア構造2022

    • Author(s)
      平野 泰弘、鈴木 應志、平岡 泰 、 深川 竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 分裂酵母核膜タンパク質Bqt4の新規脂質結合領域の役割2022

    • Author(s)
      平野 泰弘 、佐藤 つきの、三浦 彩音、樺山 一哉 、深瀬 浩一 、深川 竜郎 、原口 徳子 、平岡 泰
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 分裂酵母セラミド合成酵素ホモログTlc4は小胞体-ゴルジ体間の移行を介して核膜恒常性を維持する2022

    • Author(s)
      平野 泰弘、大野 祐介、木原 章雄 、 深川 竜郎 、原口 徳子 、 平岡 泰
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] CENP-Cの自己多量体化はセントロメアクロマチンおよびキネトコアの形成に必須である2022

    • Author(s)
      原 昌稔 、有吉 眞理子 、佐野 智基 、野澤 竜介、 新海 創也、大浪 修一、Jansen Isabelle、 広田 亨、深川 竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The cryo-EM structure of the CENP-A nucleosome in complex with ggKNL22022

    • Author(s)
      Honghui Jiang、Mariko Ariyoshi、Reito Watanabe、Fumiaki Makino、Keiichi Namba、Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The molecular mechanism of the CENP-T-Mis12C interaction2022

    • Author(s)
      竹之下 憂祐、有吉 眞理子、原 昌稔、深川 竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 高等動物におけるCCANに依存したCENP-A導入の仕組み2022

    • Author(s)
      堀 哲也、曹 静暉、深川 竜郎
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Towards understanding the molecular mechanism of CENP-T complex recruitment and maintenance at the kinetochore2022

    • Author(s)
      Shreyas Sridhar、Reiko Nakagawa、Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The CRISPR screening identifies genes which are genetically related to CENP-C2022

    • Author(s)
      Miao Jiahang、Hara Masatoshi、Heather R. Keys、Su Kuan-Chung、Iain M. Cheeseman、Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] The role of the N-terminal conserved region of human CENP-C during mitotic progression2022

    • Author(s)
      Kong Weixia、Masatoshi Hara、Yasuhiro Hirano、Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Cenp-cΔex2-4はDMBA/TPA多段階皮膚発がんモデルにおいて腫瘍形成を促進する2022

    • Author(s)
      徳永 夕莉香、奥村 和弘、磯貝 恵理子、原 昌稔、深川 竜郎、若林 雄一
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 動原体タンパク質に依存したセントロメアの位置情報の書き込みメカニズム2022

    • Author(s)
      堀哲也、曹静暉、深川竜郎
    • Organizer
      日本遺伝学会第95回大会
  • [Presentation] Assembly of CCAN to Establish a Functional Kinetochore in Vertebrate Cells2022

    • Author(s)
      Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Centromere Biology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Structural dynamics of the kinetochore during the cell cycle progression2022

    • Author(s)
      Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      EMBO Worshop on Dynamic Kinetochore
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dynamic assembly of the kinetochore2022

    • Author(s)
      Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      Chromosome Stability2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 染色体の担い手「動原体」は細胞周期で異なるタンパク質と結合していた

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/research_results/papers/detail/1058

URL: 

Published: 2023-12-25  

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