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分裂酵母fbp1におけるゲノム三次元構造を利用した遺伝子発現精密制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J02252
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 分子生物学
研究機関首都大学東京

研究代表者

浅田 隆大  首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードDNAスーパーコイル / ヌクレオソームポジション / 転写制御 / 非コードRNA / ゲノム高次構造 / 転写因子
研究実績の概要

本研究では、分裂酵母のグルコース飢餓応答性遺伝子の転写制御機構をモデルとして、クロマチン構造・ゲノム三次元構造制御の転写制御における意義とメカニズムを明らかにすることを目的として研究を行った。昨年度にfbp1プロモーター領域の局所的な領域でグルコース飢餓に応答して特殊なゲノム高次構造が形成され、この構造を介して転写因子の結合タイミングが制御されることを明らかにした。本年度は、本研究で発見したゲノム三次元構造の制御機構を明らかにすることを目的として研究をスタートした。
fbp1プロモーターのゲノム三次元構造形成領域では、非コードRNAの転写が起こり、クロマチン構造変換に重要な役割を果たす。転写の際には、転写するポリメラーゼの周辺にDNAスーパーコイルを生じさせることが知られている。そこで、このスーパーコイルによりゲノムDNAがよじれることがゲノム三次元構造形成の初期段階に必要なのではないかという仮説を立て、研究を行った。結果として、今回の研究でスーパーコイルとゲノム三次元構造の関係性を明らかにすることができなかったが、クロマチン構造制御におけるスーパーコイルの役割について新機構を明らかにできた。
まず、DNAスーパーコイルを解消する酵素であるトポイソメラーゼを過剰発現する株を作製した。トポイソメラーゼの過剰発現株では、fbp1の転写制御に異常が見られることが明らかになった。この株でfbp1領域のヌクレオソームのポジションを解析すると、本来存在する位置から少しずれた位置に存在することが明らかになった。また、同じ表現型が非コードRNAやfbp1のmRNAの転写阻害によって観察された。つまり、この領域を通過する非コードRNAやmRNAの転写によって誘導されるスーパーコイルがヌクレオソームのポジションを適切に保ち、転写を適切に制御するという新概念を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Boston college(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Boston college(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Interplay between chromatin modulators and histone acetylation regulates the formation of accessible chromatin in the upstream regulatory region of fission yeast <i>fbp1</i>2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Adachi、?Satoshi Senmatsu、?Ryuta Asada、?Takuya Abe、?Charles S. Hoffman、?Kunihiro Ohta、?Kouji Hirota
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 92 号: 6 ページ: 267-276

    • DOI

      10.1266/ggs.17-00018

    • NAID

      130006731266

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 年月日
      2017-12-01
    • 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] ALC1/CHD1L, a chromatin-remodeling enzyme, is required for efficient base excision repair.2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuda M, Cho K, Ooka M, Shimizu N, Watanabe R, Yasui A, Nakazawa Y, Ogi T, Harada H, Agama K, Nakamura J, Asada R, Fujiike H, Sakuma T, Yamamoto T, Murai J, Hiraoka M, Koike K, Pommier Y, Takeda S, Hirota K.
    • 雑誌名

      PLos One

      巻: 12 号: 11 ページ: e0188320-e0188320

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0188320

    • NAID

      120006800808

    • 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] Recruitment and delivery of the fission yeast Rst2 transcription factor via a local genome structure counteracts repression by Tup1-family corepressors2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Asada?Miki Umeda?Akira Adachi?Satoshi Senmatsu?Takuya Abe?Hiroshi IwasakiKunihiro Ohta?Charles S. Hoffman?Kouji Hirota
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 号: 16 ページ: 9361-9371

    • DOI

      10.1093/nar/gkx555

    • 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
  • [学会発表] 局所的ゲノム高次構造制御を介した転写因子の標的結合制御機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      浅田隆大、梅田未来、千松賢史、足立朗、阿部拓也、岩崎博史、太田邦史、Charles S. Hoffman、廣田耕志
    • 学会等名
      染色体ワークショップ
    • 発表場所
      千葉 かずさ
    • 年月日
      2017-01-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Transcriptional activation via “catch-and-release” translocation of transcription factor Rst2 between activation sites is mediated by local higher-order genome structure2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Asada, Miki Umeda, Satoshi Senmatsu, Akira Adachi, Takuya Abe, Yasuhiro Tsutsui, Hiroshi Iwasaki, Kunihiro Ohta, Charles S. Hoffman, and Kouji Hirota
    • 学会等名
      The 9th International Fission Yeast Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA トポロジーによるヌクレオソームポジションの規定と転写制御2017

    • 著者名/発表者名
      浅田隆大、恒川千明、千松賢史、廣田耕志
    • 学会等名
      染色体ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 局所的ゲノム高次構造を介した転写因子の標的配列結合タイミング制御機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      浅田隆大、恒川千明、足立朗、梅田未来、千松賢史、阿部拓也、岩崎博史、太田邦史、Charles S. Hoffman、廣田耕志
    • 学会等名
      クロマチン動構造ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 局所的ゲノム高次構造を利用した転写因子の標的結合制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      浅田隆大、廣田耕志
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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