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コンデンシンによる分裂期ヒト染色体構造の構築および制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J10909
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 応用生物化学
研究機関東京大学

研究代表者

坂田 豊典  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,940千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードChIP-seq / 染色体凝縮 / コンデンシン / DNAトポイソメラーゼIIalpha / 単鎖DNA / R-loop
研究実績の概要

細胞分裂期における染色体凝縮は、複製された相同な姉妹染色分体を最終的に娘細胞へ正確に分配するために非常に重要である。分裂期染色体凝縮に機能する因子として、2種類のタンパク質複合体、コンデンシンI、II及び、DNAトポイソメラーゼIIalpha (TopIIa)が知られている。しかしながら、これらの因子が実際に分裂期染色体上でどのように機能することで、正確な染色体凝縮がなされるのかという点については多くの疑問が残されており、本研究はそのメカニズムの解明を目的とした。
まず、コンデンシンI、II及びTopIIaの定量ChIP-seq解析を行い、これまでより定量的なコンデンシン及びTopIIaの結合プロファイルを得た。それらのデータ解析から、これらの因子は染色体碗部全域において、ある程度の割合で結合がみられ、さらに、転写活性の高い遺伝子の転写開始点 (TSS) 周辺ではこれらの因子はより強い結合を示すことが明らかとなった。以上の結果から、これらの因子は、(i) 染色体腕部領域全域における広い一定量の結合と、(ii) 転写活性の高い遺伝子のTSS周辺でのシャープな強い結合の2つの異なる結合タイプをもつことが考えられる。さらに、コンデンシンIIをKDした細胞における定量ChIP-seq解析から、染色体腕部全域でコンデンシンIの結合の減少がみられた一方で、コンデンシンIのKDではコンデンシンIIの結合にあまり変化はみられなかった。このことから、コンデンシンIIはコンデンシンIの正常な分裂期染色体への局在に必要であると考えられる。さらに、コンデンシンI、IIまたは両方をKDした細胞では、染色体腕部全域でTopIIaの結合が減少していた。これらの結果から、コンデンシン複合体はどちらもTopIIaの分裂期染色体上へのリクルートメントを促進していることが示唆された。

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

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] ChIP-seq analysis of condensin complex in cultured mammalian cells2017

    • 著者名/発表者名
      Sakata, T., Shirahige, K., Sutani, T.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1515 ページ: 257-271

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6545-8_16

    • ISBN
      9781493965434, 9781493965458
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Condensin targets and reduces unwound DNA structures associated with transcription in mitotic chromosome condensation2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sutani, Toyonori Sakata, Ryuichiro Nakato, Koji Masuda, Mai Ishibashi, Daisuke Yamashita, Yutaka Suzuki, Tatsuya Hirano, Masashige Bando, Katsuhiko Shirahige
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/ncomms8815

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 定量ChIP-seq解析により明らかとなったコンデンシン依存的なDNAトポイソメラーゼIIαのヒト分裂期染色体へのリクルートメント2016

    • 著者名/発表者名
      坂田豊典
    • 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)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Both condensin I and II promote recruitment of DNA topoisomerase II alpha to mitotic human chromosomes2016

    • 著者名/発表者名
      Toyonori Sakata
    • 学会等名
      Epigenetics & Chromatin, Cold Spring Harbor Laboratory meetings & courses program
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor (New York, U.S.A.)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝子の転写開始点におけるコンデンシンIとIIの局在の生理的意義の解明2015

    • 著者名/発表者名
      坂田豊典
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] DNAから染色体をつくるための重要な過程を発見

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/pressrelease150723.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] DNAから染色体をつくるレシピ

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/how-to-make-chromosomes-from-dna.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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