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コヒーシンリングによる姉妹染色体接着形成メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H06160
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 分子生物学
研究機関国立遺伝学研究所 (2017-2018)
東京工業大学 (2016)

研究代表者

村山 泰斗  国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 准教授 (60531663)

研究協力者 古寺 哲幸  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2016年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード染色体動態 / 染色体分配 / 姉妹染色分体間接着 / SMC複合体 / コヒーシン / 試験管内再構成 / 姉妹染色体接着 / ゲノム / 蛋白質 / 生化学 / SMC 複合体
研究成果の概要

コヒーシンが形成する姉妹染色分体間接着は、細胞分裂における正確な染色体分配に必須である。コヒーシンはユニークなDNA結合を介して接着を形成するが、その分子機構については不明な点が多い。本研究は、コヒーシンの生化学的性質を解析し、その動作機構の一端が明らかにした。特に、コヒーシンが多段階の制御を経てDNA分子同士を安定に繋ぎ止める活性があることを見出し、接着形成について新たな分子モデルを提唱した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

染色体分配に不可欠であることに加え、コヒーシンは間期染色体のグローバルな高次構造形成も制御し、転写制御を介して分化・発生にも関与することが次々と判明している。また、様々な染色体機能が明らかになる中、その機能異常が染色体異常疾患や不妊等と関連することが報告されている。本研究は、精製コヒーシンのDNA結合活性を直接解析することで動作機構の一端を明らかにした。得られた知見は、基礎研究への貢献に加え、長期的展望として人類の健康増進に資する研究につながると期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] フランシスクリック研究所(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] フランシスクリック研究所(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] DNA entry, exit and second DNA capture by cohesin: insights from biochemical experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Murayama Yasuto
    • 雑誌名

      Nucleus

      巻: 9 号: 1 ページ: 492-502

    • DOI

      10.1080/19491034.2018.1516486

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of DNA-DNA Interactions by the Cohesin Ring2018

    • 著者名/発表者名
      Murayama Yasuto、Samora Catarina P.、Kurokawa Yumiko、Iwasaki Hiroshi、Uhlmann Frank
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 172 号: 3 ページ: 465-477

    • DOI

      10.1016/j.cell.2017.12.021

    • NAID

      120007117667

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Two three-strand intermediates are processed during Rad51-driven DNA strand exchange.2018

    • 著者名/発表者名
      Ito K, Murayama Y, Takahashi M, Iwasaki H.
    • 雑誌名

      Nat Struct Mol Biol

      巻: 25 号: 1 ページ: 29-36

    • DOI

      10.1038/s41594-017-0002-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fundamental cell cycle kinases collaborate to ensure timely destruction of the synaptonemal complex during meiosis.2017

    • 著者名/発表者名
      Argunhan B, Leung WK, Afshar N, Terentyev Y, Subramanian VV, Murayama Y, Hochwagen A, Iwasaki H, Tsubouchi T, Tsubouchi H.
    • 雑誌名

      EMBO J

      巻: 36 号: 17 ページ: 2488-2509

    • DOI

      10.15252/embj.201695895

    • NAID

      120007117670

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In vitro site-specific recombination mediated by the tyrosine recombinase XerA of Thermoplasma acidophilum.2017

    • 著者名/発表者名
      Jo M, Murayama Y, Tsutsui Y and Iwasaki H.
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 646-661

    • DOI

      10.1111/gtc.12503

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1.The Differentiated and Conserved Roles of Swi5-Sfr1 in Homologous Recombination.2017

    • 著者名/発表者名
      Argunhan B, Murayama Y and Iwasaki H.
    • 雑誌名

      FEBS letter

      巻: - 号: 14 ページ: 2035-2047

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12656

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure of the cohesin loader Scc22017

    • 著者名/発表者名
      William C. H. Chao, Yasuto Murayama, Sofia Munoz, Andrew W. Jones, Benjamin O. Wade, Andrew G. Purkiss, Xiao-Wen Hu, Aaron Borg, Ambrosius P. Snijders, Frank Uhlmann, Martin R. Singleton
    • 雑誌名

      nature COMMUNICATIONS

      巻: - 号: 1

    • DOI

      10.1038/ncomms13952

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] DNA binding by the Mis4 loader exerts a stimulatory effect on cohesin2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Murayama
    • 学会等名
      DMBO EMBL Symposia: Principles of Chromosome Structure and Function
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA binding ability of the cohesin loader stimulates topological DNA entrapment by the cohesin ring2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Murayama
    • 学会等名
      3R & 3C Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cohesin mediates DNA-DNA tethering in vitro2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Murayama, Catarina P. Samara, Frank Uhlmann.
    • 学会等名
      The 2nd meeting on SMC proteins. Chromosome organizers from bacteria to human
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 試験管内再構成から予想される姉妹染色体接着の形成メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      平成29年度 若手放射線生物学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コヒーシンリングによる姉妹染色体接着形成メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      日本遺伝学会 第89回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] コヒーシン複合体は2本のDNAと同時に結合する2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      第24回 DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 姉妹染色体接着はどのように形成されるか?2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      2017年度 生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 精製したコヒーシンはATP依存的に2本のDNAと結合する2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      第35回 染色体ワークショップ・第16回 核ダイナミクス研究会 合同開催
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The same elementary reaction can dirve both DNA entry into and exit out of the chromosomal cohesin ring2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Murayama, Frank Uhlmann
    • 学会等名
      The 10th 3R Symposium
    • 発表場所
      ホテル一畑(島根県松江市)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 国立遺伝学研究所

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/research/organization-top/laboratories/murayama

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 研究室紹介

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/research/organization-top/laboratories/murayama

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] IWASAKA Laboratory

    • URL

      http://www.iwasakilab.bio.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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