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細胞核内のアクチン・ミオシンファミリー間の協調によるクロマチン動態制御解析

研究課題

研究課題/領域番号 10J05962
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関東北大学

研究代表者

北村 大志  東北大学, 大学院・農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードアクチン関連タンパク質 / nuclear myosin 1 / クロマチン / Arp6 / グルコース飢餓 / 核小体 / rDNA / ATP / 核内配置 / アクチン / ミオシン / NM1
研究概要

遺伝子発現を後天的に制御するために、核内ではクロマチンの空間配置や動態が制御されている。これらの機構は細胞の発生や癌化などと関連性があることが示唆されておりその重要性が明らかになってきたが、分子機構はほとんど不明で詳細な分子メカニズムの解明が期待されている。代表者はアクチンファミリーのArp6とミオシンファミリーのNM1が協調してこのメカニズムに関与していると考え、研究を開始した。
Arp6KOやノックダウンでNM1の局在に大きな変化は観察されなかったので、次に、Arp6とNM1の結合の変化を解析した。まずRNA Polymerase I(PolI)の転写を抗がん剤であるactinomycin Dによって停止させるとArp6とNM1の結合が減少することが示された。また、rDNAの転写抑制がおこるグルコース飢餓状態でも同様に結合が減少することが示唆された。rDNAの転写抑制時にArp6とNM1が核小体から抜けていることを考えると、rDNAの転写が抑制されるとArp6とNM1は解離し、核小体から消失するというモデルが考えられる。
これまでの報告からNMIのATPase活性がPolIの転写活性を正に制御していることが見出されている(Ye J et al., 2008)。そこでATPを加えた状態でArp6とNM1の結合変化を観察すると、Arp6はATPの存在下では、NM1から解離することがわかった。従来、ミオシンファミリーのタンパク質は、それ自身が持つATPase活性によりエネルギーを得てモータータンパク質としてアクチン繊維と相互作用しながら機能している。このような背景と本研究により得られた結果より、Arp6がNM1のATPase活性を制御してrDNAの転写を調節していると考えられた。これまで核内のNMIがどのように制御されているかは、不明であったが本研究により、Arp6によるNM1の機能制御機構モデルを示せたことで有意義な結果を得られた。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (27件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The actin family member Arp6 and the histone variant H2A.Z are required for spatial positioning of chromatin in chicken cell nuclei.2012

    • 著者名/発表者名
      Maruyama E., Hori T., Tanabe H., Kitamura H., Matsuda R., Tone S., Pavel H., Habermann FA., Hase JV, Cremer C., Fukagawa T, and Harata(equal first authors)
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 125 ページ: 3739-3743

    • DOI

      10.1242/jcs.103903

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The actin family member Arp6 and the histone variant H2A.Z are required for spatial positioning of chromatin in chicken cell nuclei2012

    • 著者名/発表者名
      *Maruyama E., *Hori T., Tanabe H., Kitamura H., Matsuda R., Tone S., Pavel H., Habermann FA., Hase JV, Cremer C., Fukagawa T, Harata (*equal first authors)
    • 雑誌名

      Jounral of Cell Science

      巻: (未定)(in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of the two isoforms of the vertebrate H2A.Zhistone variant.2010

    • 著者名/発表者名
      Matsuda R, Hori T, Kitamura H, Takeuchi K, Fukagawa T, Harata M.
    • 雑誌名

      Nucleic Acid Research

      巻: Volume 38 ページ: 4263-4267

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトINO80複合体のゲノム安定性維持機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗、松田涼、北村大志、西嶋仁、柴原慶一、原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization2012

    • 著者名/発表者名
      Oma Y., Matsuda R., Maruyama EO., Kitamura H., Shimada K., Hozak P., Gasser SM, Harata M.
    • 学会等名
      Dynamic organization of nuclear function meeting
    • 発表場所
      Lucca, Italy
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Cooperative function of actin family and myosin family members in the nuclear organization2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura H., Maruyama E., Obuse C., Hozak P., Harata M
    • 学会等名
      Dynamic organization of nuclear function meeting
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor, New York
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アクチン関連タンパク質Arp6と核ミオシンNM1との相互作用による核小体機能の制御2012

    • 著者名/発表者名
      北村大志、丸山恵理、小布施力史、Hozak Pavel、原田昌彦
    • 学会等名
      第35回分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization2012

    • 著者名/発表者名
      Oma Y., Kitamura H., Konishi K., Gasser S.M., Hozak P., Harata M
    • 学会等名
      Joint Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子欠損細胞を用いたヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの解析2012

    • 著者名/発表者名
      日下部将之、松田涼、北村大志、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • 学会等名
      第30回染色体ワークショップ第11回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      淡路島
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ヒトアクチンファミリー遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトINO080複合体のゲノム安定性維持および酸化ストレス応答における機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗、松田涼、北村大志、西嶋仁、柴原慶一、原田昌彦
    • 学会等名
      第35回分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ヒトhArp5およびhArp8遺伝子ノックアウト細胞を用いたIN080クロマチンリモデリング複合体の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗、松田涼、北村大志、加茂真理子、西嶋仁、柴原慶一, 原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      日下部将之、松田涼、北村大志、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン機能構造形成におけるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      日下部将之、松田涼、北村大志、堀哲也、深川達郎、原田昌彦
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部第77回例会・シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-07-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 染色体テリトリーの核内配置におけるアクチン関連タンパク質とヒストンバリアントの役割2011

    • 著者名/発表者名
      大渕恵理、堀哲也、田辺秀之、北村大志、松田涼、深川竜郎、原田昌彦
    • 学会等名
      第28回染色体ワークショップ
    • 発表場所
      加賀-山代温泉
    • 年月日
      2011-01-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子破壊細胞によるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      松田涼、堀哲也、北村大志、竹内康造、深川竜郎、原田昌彦
    • 学会等名
      第28回染色体ワークショップ
    • 発表場所
      加賀-山代温泉
    • 年月日
      2011-01-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Interaction between actin-related protein Arp6 and nuclear myosin I and their contribution to nuclear organization2011

    • 著者名/発表者名
      Kitamura H., Ohfuchi E., Obuse C., Tanabe H., Hori T., Fukagawa T., Pavel H., Harata M.
    • 学会等名
      Actin and Actin-associated Proteins from Genes to Polysomes
    • 発表場所
      Sctockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Interaction between actin-related protein Arp6 and nuclear myosin I and their contribution to nuclear organization2011

    • 著者名/発表者名
      Kitamura H., Ohfuchi E., Obuse C., Tanabe H., Hori T., Fukagawa T., Pavel H., Harata M
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン機能構造形成におけるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの寄与2011

    • 著者名/発表者名
      日下部将之、松田涼、北村大志、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • 学会等名
      第10回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      北広島市、北海道
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ヒトhArp5およびhArp8遺伝子ノックアウト細胞を用いたIN080クロマチンリモデリング複合体の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗、松田涼、北村大志, 加茂真理子、西嶋仁、柴原慶一, 原田昌彦
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization2011

    • 著者名/発表者名
      Oma Y., Yoshida T., Kitamura H., Shimada K.Pavel H., Gasser SM., Harata M.
    • 学会等名
      Actin and Actin-associated Proteins from Genes to Polysomes
    • 発表場所
      Sctockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトアクチン関連タンパク質hArp5およびhArp8の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗、松田涼、北村大志、加茂真理子、原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2011年度大会
    • 発表場所
      京都女子大
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] エピジェネティック制御におけるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      日下部将之、松田涼、北村大志、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2011年度大会
    • 発表場所
      京都女子大
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン核内配置におけるアクチン関連タンパク質Arp6の機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      北村大志、大渕恵理、田辺秀之、小布施力史、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • 学会等名
      第9回 核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      修善寺
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎動物細胞核内のクロマチン空間配置におけるアクチン関連タンパク質Arp6の寄与とその分子機構の解析2010

    • 著者名/発表者名
      北村大志、大渕恵理、田辺秀之、小布施力史、堀哲也、深川達郎、原田昌彦
    • 学会等名
      日本分子生物学会大10回春季シンポジウム
    • 発表場所
      松島
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 細胞核内のクロマチン空間配置におけるアクチン関連タンパク質Arp6の機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      北村大志、大渕恵理、田辺秀之、小布施力史、堀哲也、深川達郎、原田昌彦
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会、第83回日本生化学会大会合同大会(BMB2010
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトアクチン関連タンパク質hArp5およびhArp8の機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗、松田涼、北村大志、加茂真理子、西嶋仁、柴原慶一、原田昌彦
    • 学会等名
      第9回 核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      修善寺
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの同定と機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      松田涼、北村大志、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • 学会等名
      日本分子生物学会第10回春季シンポジウム
    • 発表場所
      松島
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ヒトアクチン関連タンパク質Alp5およびArp8の遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒト INO80 複合体のゲノム安定維持への関与の解析2010

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗、松田涼、北村大志、加茂真理子、西嶋仁、柴原慶一、原田昌彦
    • 学会等名
      日本分子生物学会第10回春季シンポジウム
    • 発表場所
      松島
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Roles of actin-related proteins in nuclear organization and genome function2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshida T, Shimada K, Oma Y, Kugou K, Ohta K, Kitamura H, Tanabe H, Gasser SM, Hozak P, Harata M
    • 学会等名
      52nd Symposium of the Society for Histochemistry
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子破壊細胞によるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      松田涼、堀哲也、竹内康造、北村大志、深川竜郎、原田昌彦
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会、第83回日本生化学会大会合同大会(BMB2010)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 細胞工学~高次エピゲノムと核骨格~2012

    • 著者名/発表者名
      北村大志、原田昌彦
    • 出版者
      秀潤社 監修=中尾光善
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/mhslab00/home

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/mhslab00/home

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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