2014 Fiscal Year Annual Research Report
染色体の核内高次構築を支配する非コード領域とそれを制御するタンパク質の解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Functions of non-coding DNA region for genome integrity |
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| Project/Area Number |
26114723
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
正井 久雄 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 基盤技術研究センター長 (40229349)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 染色体 / ゲノム / 核 / DNA複製 / 転写 / 非コードDNA / グアニン４重鎖 / クロマチンループ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
染色体の核内高次構築を支配する非コード領域に結合するRif1タンパク質による染色体機能の制御機構の解析の結果、下記の成果が得られた。
1 酵母：Rif1 ①ゲノム一次元上でのRif1結合部位を既知の核内染色体三次元マップに投影して核内配置を推定した結果、Rif1は，複製タイミングが影響を受けるoriから距離的に近傍により強く結合することが示された。②結合領域に見出した保存配列はRif1のクロマチン結合に必須であることを証明した。③Rif1 結合部位の変異によりRif1のクロマチン結合が部位特異的に消失し、その結果、変異部位の近傍~100kbにわたって、複製開始活性が脱抑制し活性化した。④Rif1結合部位は保存配列に依存してグアニン４重鎖構造を取ることを見いだした。2 動物細胞：①Rif1 ノックアウト細胞を用いた解析から、Rif1欠損により複数の遺伝子クラスターの転写が大きく脱抑制されることを見いだした。②マウスRif1タンパクに対する特異的抗体を作製し、マウスES細胞においてRif1結合部位の同定を試みている。③C端29aaが、DNA損傷に応答するfoci 形成、oligomerization、核膜への局在に重要であることを見いだした。④Rif1 をT細胞で特異的にKO するとT 細胞受容体再編成の過程にも異常が生じる。3 生化学的解析：①分裂酵母およびマウスRif1 を精製し、両者ともグアニン４重鎖構造に特異的に結合することを見いだした。②グアニン４重鎖構造特異的DNA結合ドメインはC端領域に存在する。
上記の結果からRif1は非コード領域に存在するグアニン４重鎖構造に特異的に結合し、核膜近傍に局在し、そこでオリゴマー形成の能力に依存してクロマチン間のループ形成を促進し、その結果として複製タイミング、転写、DNA修復を制御する可能性が強く示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Rif1のゲノムワイド結合領域の解析から、これは、非コード領域に存在するグアニン４重鎖構造に結合することを発見し、Rif1による核内高次構築の制御メカニズムについて重要な知見が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
Rif1とグアニン４重鎖構造との相互作用の詳細な解析、グアニン４重鎖構造がどのように形成されるかのメカニズム、核内におけるグアニン４重鎖構造とRif1の局在の解析などを進める。
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| Remarks |
研究成果の一部については 東京都医学総合研究所 ゲノム医科学研究分野 ゲノム動態プロジェクトのホームページ（http://www.igakuken.or.jp/genome/） において紹介しております。
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[Journal Article] CDC28 phosphorylates Cac1p and regulates the association of Chromatin Assembly Factor I with chromatin.2015
Author(s)
Jeffery, D., Kakusho, N., You, Z., Gharib, M., Wyse, B., Drury, E., Weinreich, M., Thibault, P. Verreault, A., Masai, H. and *Yankulov, K.
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Journal Title
Cell Cycle
Volume: 14
Pages: 74-85
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] NCOA4 Transcriptional Coactivator Inhibits Activation of DNA Replication Origins.2014
Author(s)
Bellelli, R., Castellone, M.D., Guida, T., Limongello, R., Dathan, N.A., Merolla, F., Cirafici, A.M., Affuso, A., Masai, H., Costanzo, V., Grieco, D., Fusco, A., Santoro, M., and Carlomagno, F.
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Journal Title
Mol. Cell
Volume: 55
Pages: 123-137
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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