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クロマチンタンパク質のユビキチン修飾を介した維持DNAメチル化制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 14J07515
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 医化学一般
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

山口 留奈  名古屋市立大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードDNAメチル化 / DNA複製 / クロマチン / Dnmt1 / Uhrf1 / Usp7 / ユビキチン化 / ユビキチン
研究実績の概要

DNAのメチル化は、エピジェネティック情報の一つとして細胞固有の遺伝子発現や形質制御に重要であり、個体の正常な発生や細胞分化に関与する。本研究では、維持メチル化の過程でUhrf1依存的に生じるヒストンH3のユビキチン化/脱ユビキチン化制御の分子機構の解明および細胞の生存に与える影響を明らかにすることを目的とする。
DNAのメチル化パターンはDNA複製を介して親鎖から娘鎖へと、メチル化酵素Dnmt1により正確に継承される必要がある。我々はこれまでにアフリカツメガエル卵を用いた無細胞系での解析により、ヘミメチル化DNA結合タンパク質Uhrf1によるH3K23のユビキチン化が、Dnmt1の同部位への集積に重要であることを報告してきた。またDNA複製の完了に伴い、Dnmt1のクロマチンからの解離とともにH3の脱ユビキチン化が起こることが分かっているが、この詳細は不明である。
H3の脱ユビキチン化がDnmt1の解離とともに起こることに注目し、卵抽出液を用いてDnmt1に結合する脱ユビキチン化酵素を質量分析にて探索したところUsp7を同定した。そこでUsp7のクロマチン結合を調べると、複製依存的かつDnmt1およびUhrf1依存的に結合することが分かった。興味深いことに、Usp7を卵抽出液より特異抗体を用いて免疫除去したとき、Dnmt1のクロマチン結合の増強およびH3の弱いユビキチン化が見られた。続いてin vitroの脱ユビキチン化アッセイにより、Usp7が直接ヒストンH3を脱ユビキチン化する活性について検討したところ、加えたリコンビナントUsp7の濃度依存的にH3のユビキチン化の減少が見られた。またUsp7阻害剤で抽出液を処理したところ、DNAメチル化がコントロールに比べ大きく抑制されることを見出した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Usp7-dependent histone H3 deubiquitylation regulates maintenance of DNA methylation.2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi L, Nishiyama A, Misaki T, Johmura Y, Ueda J, Arita K, Nagao K, Obuse C, Nakanishi M
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-017-00136-5

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of the PCNA-interacting protein box of Dnmt1 in the maintenance of DNA methylation2017

    • 著者名/発表者名
      Luna Yamaguchi, Toshinori Misaki, Atsuya Nishiyama, Makoto Nakanishi
    • 雑誌名

      Nagoya Medical Journal

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ヒストンユビキチン化・脱ユビキチン化による DNA維持メチル化制御2016

    • 著者名/発表者名
      中西真※、西山敦哉、山口留奈
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ユビキチン修飾系によるDNAメチル化維持経路の制御2016

    • 著者名/発表者名
      西山敦哉※、山口留奈、三崎紀展、有田恭平、佐伯泰、中西真
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 維持DNAメチル化におけるヒストンH3のユビキチン化制御機構2014

    • 著者名/発表者名
      山口留奈、西山敦哉、中西真
    • 学会等名
      第32回染色体ワークショップ・第31回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(広島)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Reguation of DNA methylation-coupled histone H3 deubiquitylation2014

    • 著者名/発表者名
      山口留奈、西山敦哉、中西真
    • 学会等名
      新学術領域 ユビキチン制御(若手シンポジウム)
    • 発表場所
      国際高等研究所(奈良)
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Reguation of DNA methylation-coupled histone H3 deubiquitylation2014

    • 著者名/発表者名
      Luna Yamaguchi, Atsuya Nishiyama, Makoto Nakanishi
    • 学会等名
      KEYSTONE SYMPOSIA (Epigenetic Programing and Inheritance-D2)
    • 発表場所
      BOSTON PARK PLAZA(アメリカ)
    • 年月日
      2014-04-06 – 2014-04-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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