神経細胞分化におけるDNA修復酵素の1分子蛍光イメージング解析

• 研究課題/領域番号: 15K14350
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 菅生 紀之 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (20372625)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 神経細胞 / DNA損傷 / エピジェネティクス / 転写 / １分子イメージング / 分子・細胞・神経生物学 / DNA修復

研究成果の概要

転写やクロマチン構造制御に加えてDNA修復機構は神経細胞分化において重要な要因であるが、どのような分子動態が機能に結びついているのかに関しては不明な点が多い。本研究では、マウス及びヒト神経細胞においてDNA修復酵素を１分子蛍光イメージングで可視化し、分化過程での核内動態を明らかにすることを目指した。その結果、培養したマウス大脳皮質神経細胞の核内でDNA修復酵素の一つであるDNAポリメラーゼβの動態を調べることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Genome Stability by DNA polymerase β in Neural Progenitors Contributes Neuronal Differentiation in Cortical Development (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohei Onishi, Akiko Uyeda, Mistuhiro Shida, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto, Noriyuki Sugo
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 37 号: 35 ページ: 8444-8485
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0665-17.2017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunocytochemistry and fluorescence imaging efficiently identify individual neurons with CRISPR/Cas9-mediated gene disruption in primary cortical cultures (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Tsunematsu, Akiko Uyeda, Nobuhiko Yamamoto, Noriyuki Sugo
  • 雑誌名: BMC Neuroscience 巻: 18 号: 1 ページ: 55-55
  • DOI: 10.1186/s12868-017-0377-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nucleocytoplasmic Shuttling of Histone Deacetylase 9 Controls Activity-Dependent Thalamocortical Axon Branching (2017)
  • 著者名/発表者名: Ricardo Alchini, Haruka Sato, Naoyuki Matsumoto, Tomomi Shimogori, Noriyuki Sugo, Nobuhiko Yamamoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 6024-6024
  • DOI: 10.1038/s41598-017-06243-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Activity-dependent dynamics of the transcription factor CREB in cortical neurons revealed by single-molecule imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa H, Sugo N, Morimatsu M, Arai Y, Yanagida T, Yamamoto N
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 37 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0943-16.2017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-molecule imaging reveals dynamics of CREB transcription factor bound to its target sequence (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugo, N., Morimatsu, M., Arai, Y., Kousoku, Y., Ohkuni, A., Nomura, T., Yanagida, T. & Yamamoto, N.
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 5 号: 1 ページ: 10662-10662
  • DOI: 10.1038/srep10662
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 神経活動依存的な転写因子動態の１分子蛍光イメージンング解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菅生紀之
  • 学会等名: 第６９回日本細胞生物学会シンポジウム「クラップ＆ビルド・システムによる神経制御」（仙台）
  • 招待講演
• [学会発表] Genome stability by DNA polymerase β is Critical for Neuronal Differentiation in Cortical Development (2017)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Sugo, Kohei Onishi, Akiko Uyeda, Mistuhiro Shida, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: Gene regulatory mechanisms in neural fate decisions (San Juan de Alicante, Spain)
  • 国際学会
• [学会発表] 大脳皮質神経細胞分化におけるDNAポリメラーゼβによるゲノム恒常性維持 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菅生紀之、大西公平、植田尭子、至田充宏、平山晃斉、八木健、山本亘彦
  • 学会等名: 第３９回神経組織培養研究会（名古屋）
• [学会発表] 生後発達期の大脳皮質ニューロンにおけるDNAポリメラーゼβの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 植田尭子、菅生紀之、大西公平、平山晃斉、八木健、山本亘彦
  • 学会等名: 第４０回日本神経科学大会（舞浜）
• [学会発表] iPS細胞を利用したヒト神経発生過程におけるDNAポリメラーゼ βの機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 恒松大翔、菅生紀之、黒沢綾、足立典隆、山本亘彦
  • 学会等名: 第４０回日本神経科学大会（舞浜）
• [学会発表] 神経前駆細胞におけるDNAポリメラーゼ βによるゲノム恒常性維持が発生期大脳皮質の神経細胞分化に必要である (2017)
  • 著者名/発表者名: 大西公平、菅生紀之、植田尭子、至田充宏、平山晃斉、八木健、山本亘彦
  • 学会等名: 第６４回日本生化学会近畿支部例会（大阪）
• [学会発表] DNA polymerase β is required for active DNA demethylation in postnatal development of cortical neurons (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiko Uyeda, Noriyuki Sugo, Kohei Onishi, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi1 and Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: 第48回 生理研国際シンポジウム（岡崎）
  • 国際学会
• [学会発表] DNA polymerase β is involved in active DNA demethylation during postnatal development of cortical neurons (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiko Uyeda, Noriyuki Sugo, Kohei Onishi, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi1 and Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: 遺伝研研究会 哺乳類脳の機能的神経回路の構築メカニズム （三島）
• [学会発表] １分子蛍光イメージングによる転写因子CREBの神経活動依存的動態の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菅生紀之
  • 学会等名: 日本発生生物学会秋季シンポジウム
  • 発表場所: 静岡県・三島市
  • 年月日: 2016-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] Maintaining Genome Integrity by DNA polymerase beta in Neural Progenitors is Critical for Postmitotic Neuronal Development (2016)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Sugo, Kohei Onishi, Akiko Uyeda, Mistuhiro Shida, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: The Brain Mosaic, cellular heterogeneity in the CNS
  • 発表場所: Leuven, Belgium
  • 年月日: 2016-09-22
  • 国際学会
• [学会発表] Genome maintenance by DNA polymerase β in neural progenitors is critical for postmitotic neuronal development (2016)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Sugo
  • 学会等名: Circuit Construction in the Mammalian Brain
  • 発表場所: 大阪府・吹田市
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] Single-Molecule imaging reveals activity-dependent dynamics of the transcription factor CREB in cortical neurons (2016)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Kitagawa, Noriyuki Sugo, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: Circuit Construction in the Mammalian Brain
  • 発表場所: 大阪府・吹田市
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] Genome integrity maintained by DNA polymerase b in neural progenitors is required for postmitotic neuronal development (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Onishi, Akiko Uyeda, Mitsuhiro Shida, Noriyuki Sugo, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: Circuit Construction in the Mammalian Brain
  • 発表場所: 大阪府・吹田市
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] Efficient disruption of gene function with CRISPR/Cas9 system in cultured primary cortical neurons (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Tsunematsu, Noriyuki Sugo, Akiko Uyeda, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: Circuit Construction in the Mammalian Brain
  • 発表場所: 大阪府・吹田市
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] DNA polymerase b is required for maintaining genome stability in postnatal cortical development (2016)
  • 著者名/発表者名: Akiko Uyeda, Noriyuki Sugo, Kohei Onishi, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: Circuit Construction in the Mammalian Brain
  • 発表場所: 大阪府・吹田市
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] DNA polymerase beta function in neural progenitors is required for postmitotic neuronal survival and differentiateon in the developing cortex (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Onishi, Noriyuki Sugo, Akiko Uyeda, Shunsuke Toyoda, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: 第３９回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神奈川県・横浜市
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Involvement of DNA polymerase beta in postnatal development of cortical neurons (2016)
  • 著者名/発表者名: Akiko Uyeda, Noriyuki Sugo, Kohei Onishi, Shunsuke Toyoda, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: 第３９回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神奈川県・横浜市
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Efficient Disruption of CREB Function Using CRISPR/Cas9 System in Primary Cortical Neuron Cultures (2015)
  • 著者名/発表者名: 恒松大翔、植田 尭子、菅生 紀之、山本 亘彦
  • 学会等名: 遺伝研研究会 2015年「哺乳類脳の機能的神経回路の構築メカニズム」
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所（三島）
  • 年月日: 2015-12-06
• [学会発表] 生後発達過程の大脳皮質においてPolβ欠損神経細胞は2本鎖DNA切断を異常に蓄積させる (2015)
  • 著者名/発表者名: 植田 尭子、大西 公平、菅生 紀之、豊田 峻輔、平山 晃斉、八木 健、山本 亘彦
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会 (BMB 2015)
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] DNA polymerase β activity in neural progenitors is required for postmitotic neuronal survival in the developing cortex (2015)
  • 著者名/発表者名: K. ONISHI, N. SUGO, S. TOYODA, T. HIRAYAMA, T. YAGI, N. YAMAMOTO
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: McCormick Place, Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] Activity-dependent dynamics of CREB in cortical neurons: A single-molecule imaging study (2015)
  • 著者名/発表者名: H. KITAGAWA, N. SUGO, N. YAMAMOTO
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: McCormick Place, Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [備考] 脳の発生におけるゲノム安定維持の仕組みを解明
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/yamamoto-20170801/
• [備考] 脳の発生におけるゲノム安定維持の仕組みを解明
  • URL: http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2017/20170821_1
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科細胞分子神経生物学研究室
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/neurobiol/index.html
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科細胞分子神経生物学研究室ホームページ
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/neurobiol/