セントロメアサイズを規定する分子機構の解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Functions of non-coding DNA region for genome integrity
• Project/Area Number: 26114715
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 深川 竜郎 国立遺伝学研究所, 分子遺伝研究系, 教授 (60321600)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: セントロメア / クロマチン / CENP-A / エピジェネティックス

Outline of Annual Research Achievements

染色体分配に必須なセントロメアは、典型的な非コードDNA領域である。我々は、LacO-LacIのシステムと染色体工学を併用して人工動原体を作成する過程で、予想外にもセントロメアのサイズが通常の3~5倍程度に巨大化している細胞を見いだした。本研究では、このセントロメアのサイズが大きくなった細胞を利用して、「セントロメア領域のサイズを規定する分子機構」の解明を目的としている。この目的のために、26年度は、セントロメアを巨大化させる因子の同定を試み、HJURPタンパク質の255-500アミノ酸領域にセントロメアを巨大化させる機能があることを見出した。また、巨大化したセントロメアをもつ染色体の動態を解析した結果、通常の染色体とその挙動が変わらないことを明らかにできた。今後、HJURPの255-500アミノ酸領域と結合するタンパク質の同定とその結合タンパク質の機能解析を進め、セントロメアが巨大化する生物学的意義について理解する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画書に記した内容の実験をすべて試み、そのすべてを終えた。一定の成果が得られ、26年度の成果をベースに27年度の研究を進展できる目処がたっている。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究は、順調に推進できているので、引き続き研究計画に沿って研究を推進する。

Research Products

• [Journal Article] Crystal structure and stable property of the cancer-associated heterotypic nucleosome containing CENP-A and H3.3. (2014)
  • Author(s): Arimura Y, Shirayama K, Horikoshi N, Fujita R, Taguchi H, Kagawa W, Fukagawa T, Almouzni G, Kurumizaka H.
  • Journal Title: Scientific Report Volume: 4 Pages: 7115
  • DOI: 10.1038/srep07115
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Neocentromeres. (2014)
  • Author(s): Fukagawa T, Earnshaw WC.
  • Journal Title: Curr Biol Volume: 24 Pages: R946-947
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.08.032
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The centromere: chromatin foundation for the kinetochore machinery. (2014)
  • Author(s): Fukagawa T, Earnshaw WC.
  • Journal Title: Dev Cell Volume: 30 Pages: 496-508
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.08.016
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Reorganization of damaged chromatin by the exchange of histone variant H2A.Z-2. (2014)
  • Author(s): Nishibuchi I, Suzuki H, Kinomura A, Sun J, Liu NA, Horikoshi Y, Shima H, Kusakabe M, Harata M, Fukagawa T, Ikura T, Ishida T, Nagata Y, Tashiro S.
  • Journal Title: Int J Radiat Oncol Biol Phys Volume: 89 Pages: 736-744
  • DOI: 10.1016/j.ijrobp.2014.03.031.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Histone H4 Lys 20 monomethylation of the CENP-A nucleosome is essential for kinetochore assembly. (2014)
  • Author(s): Hori T, Shang WH, Toyoda A, Misu S, Monma N, Ikeo K, Molina O, Vargiu G, Fujiyama A, Kimura H, Earnshaw WC, Fukagawa T.
  • Journal Title: Dev Cell Volume: 29 Pages: 740-749
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.05.001.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The histone-fold complex MHF is remodeled by FANCM to recognize branched DNA and protect genome stability. (2014)
  • Author(s): Fox D 3rd, Yan Z, Ling C, Zhao Y, Lee DY, Fukagawa T, Yang W, Wang W.
  • Journal Title: Cell Res Volume: 24 Pages: 560-575
  • DOI: 10.1038/cr.2014.42.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Meiosis-specific cohesin mediates homolog recognition in mouse spermatocytes. (2014)
  • Author(s): Ishiguro K, Kim J, Shibuya H, Hernández-Hernández A, Suzuki A, Fukagawa T, Shioi G, Kiyonari H, Li XC, Schimenti J, Höög C, Watanabe Y.
  • Journal Title: Genes Dev Volume: 28 Pages: 594-607
  • DOI: 10.1101/gad.237313.113.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The CENP-O complex requirement varies among different cell types. (2014)
  • Author(s): Kagawa N, Hori T, Hoki Y, Hosoya O, Tsutsui K, Saga Y, Sado T, Fukagawa T.
  • Journal Title: Chromosome Res Volume: 22 Pages: 293-303
  • DOI: 10.1007/s10577-014-9404-1.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Centromere specification and kinetochore assembly (2014)
  • Author(s): Tatsuo Fukagawa
  • Organizer: 3R symposium
  • Place of Presentation: Gotenba (時のすみか)
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
  • Invited
• [Presentation] Structural basis of centromeres (2014)
  • Author(s): Tatsuo Fukagawa
  • Organizer: 日本癌学会
  • Place of Presentation: 横浜 (パシフィコ横浜)
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
  • Invited
• [Presentation] Centromere Specification and Assembly in Vertebrates (2014)
  • Author(s): Tatsuo Fukagawa
  • Organizer: Gordon Reseach Conference: Centromere Biology
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 2014-07-27 – 2014-08-01
  • Invited
• [Presentation] Phosphorylation of CENP-T controls kinetochore assembly (2014)
  • Author(s): Tatsuo Fukagawa
  • Organizer: タンパク質科学会年会
  • Place of Presentation: 横浜 (パシフィコ横浜)
  • Year and Date: 2014-06-25 – 2014-06-27
  • Invited
• [Presentation] Centromere specific chromatin structure (2014)
  • Author(s): Tatsuo Fukagawa
  • Organizer: IIAS Reseach Conference 2014 Chromatin Decoding
  • Place of Presentation: Kyoto (国際高等研究所)
  • Year and Date: 2014-05-12 – 2014-05-15
  • Invited
• [Remarks] 染色体のセントロメア形成に関わる分子スイッチを発見
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1468/1527.html
• [Remarks] セントロメアを構成するクロマチン構造
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1468/1559.html