ヒストン蛋白質修飾によるクロマチン構造変換機構

• 研究課題/領域番号: 17054032
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 伊藤 敬 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (90306275)
• 研究分担者: 中川 武弥 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (50363502) ; 難波 泰明 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (90444869) ; 水崎 博文 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (40467957) ; 沖 昌也 長崎大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 助手 (60420626) ; 安井 潔 長崎大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 助手 (50372777)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 108,200千円 (直接経費: 108,200千円); 2009年度: 21,600千円 (直接経費: 21,600千円); 2008年度: 21,900千円 (直接経費: 21,900千円); 2007年度: 22,100千円 (直接経費: 22,100千円); 2006年度: 22,300千円 (直接経費: 22,300千円); 2005年度: 20,300千円 (直接経費: 20,300千円)
• キーワード: DNA高次構浩 / アセチル化 / エピジェネティクス / クロマチン / ヌクレオソーム / ヒストン / ユビキチン化 / リン酸化 / 遺伝子転写 / DNA高次構造 / 肝再生 / 脱ユビキチン化 / クロストーク / 転写開始 / 翻訳後修飾 / 再構築

研究概要

真核細胞の核内ではゲノムDNAは様々な蛋白と相互作用しクロマチンを形成する。クロマチンテンプレートは遺伝子転写開始、伸長を抑制する。アセチル化、メチル化、ユビキチン化など様々なヒストン翻訳後修飾は遺伝子転写、修復、複製と関連している。このプロジェクトでは新奇のヒストン脱ユビキチン化酵素USP21を同定した。さらにUSP21は脱ユビキチン化、ヒストンのメチル化、転写活性化と進むカスケードによって遺伝子転写を活性化することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] A histone chaperone, DEK, transcriptionally coactivates a nuclear receptor. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawatsubashi, S., Murata, T., Lim, J., Fujiki, R., Ito, S., Suzuki, E., Tanabe, M., Zhao, Y., Kimura, S., Fujiyama, S., Ueda, T., Umetsu, D., Ito, T., Takeyama, K., Kato, S.
  • 雑誌名: Genes Dev 24 ページ: 159-170
• [雑誌論文] A histne chaperone, DEK, transcriptionally coactivates a nuclear receptor. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawatsubashi, S., Murata, T., Lim, J., Fujiki, R., Ito, S., Suzuki, E., Tanabe, M., Zhao, Y., Kimura, S., Fujiyama, S., Ueda, T., Umetsu, D., Ito, T., Takeyama, K., Kato, S.
  • 雑誌名: Genes Dev 24 ページ: 159-170
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒストンH2Aのユビキチン化と遺伝子転写抑制 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤敬
  • 雑誌名: 生化学 Vol 82 ページ: 232-236
  • NAID: 10026300867
• [雑誌論文] Deubiquitylation of histone H2A activates transcriptional initiation via trans-histone cross-talk with H3K4 di- and trimethylation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T., Kajitani, T., Togo, S., Masuko, N., Ohdan, H., Hishikawa, Y., Koji, T., Matsuyama, T., Ikura, T., Muramatsu, M., Ito, T.
  • 雑誌名: Genes Dev 22(1) ページ: 37-49
• [雑誌論文] 肝臓再生とユビキチン化ヒストンH2Aによる遺伝子転写制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤敬
  • 雑誌名: 実験医学 26 ページ: 1347-1352
• [雑誌論文] Deubiquitylation of histone H2A activates transcriptional initiation via trans-histone cross-talk with H3K4 di-and trimethylation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T., Kajitani, T., Togo, S., Masuko, N., Ohdan, H., Hishikawa, Y., Koji, T., Matsuyama, T., Ikura, T., Muramatsu, M., and Ito, T.
  • 雑誌名: Genes Dev 22 ページ: 37-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA damage-dependent acetylation and ubiquitination of H2AX enhances chromatin dynamics. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikura, T., Tashiro, S., Kakino, A., Shima, H., Jacob, N., Amunugama, R., Yoder, K., Izumi, S., Kuraoka, I., Tanaka, K., Kimura, H., Ikura, M., Nishikubo, S., Ito, T., Muto, A., Miyagawa, K., Takeda, S., Fishel, R., Igarashi, K., Kamiya, K.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 27(20) ページ: 7028-7040
• [雑誌論文] Concerted action of Aurora B, Polo and NHK-1 kinases in centromere-specific histone 2A phosphorylation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Brittle, A.L., Nanba, Y., Ito, T., Ohkura, H.
  • 雑誌名: Exp Cell Res 313(13) ページ: 2780-2785
• [雑誌論文] Role of histone modification in chromatin dynamics. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ito, T.
  • 雑誌名: J Biochem 141(5) ページ: 609-614
  • NAID: 10020098988
• [雑誌論文] Role of histone phosphorylation in chromatin dynamics and its implications in diseases. (2007)
  • 著者名/発表者名: Oki, M., Aihara, H., Ito, T.
  • 雑誌名: Subcell Biochem 41 ページ: 319-336
• [雑誌論文] DNA damage-dependent acetylation and ubiquitination of H2AX enhances chromatin dynamics. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikura, T., Tashiro, S., Kakino, A., Shima, H., Jacob, N., Amunugama, R., Yoder, K., Izumi, S., Kuraoka, I., Tanaka, K., Kimura, H., Ikura, M., Nishikubo, S., Ito, T., Muto, A., Miyagawa, K., Takeda, S., Fishel, R., Igarashi, K., and Kamiya, K.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 27 ページ: 7028-7040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concerted action of Aurora B, Polo and NHK-1 kinases in centromere-specific histone 2A phosphorylation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Brittle, A. L., Nanba, Y., Ito, T., and Ohkura, H.
  • 雑誌名: Exp Cell Res 313 ページ: 2780-2785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aminopeptidase N (proteobacteria alanyl aminopeptidase) from Escherichia coli: Crystal structure and conformational change of the methionine 260 residue involved in substrate recognition. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Nakajima, Y., Onohara, Y., Takeo, M., Nakashima, K., Matsubara, F., Ito, T., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 281(44) ページ: 33664-33676
• [雑誌論文] Regulation of histone acetylation and nucleosome assembly by transcription factor JDP2. (2006)
  • 著者名/発表者名: Jin, C., Kato, K., Chimura, T., Yamasaki, T., Nakade, K., Murata, T., Li, H., Pan, J., Zhao, M., Sun, K., Chiu, R., Ito, T., Nagata, K., Horikoshi, M., Yokoyama, K.K.
  • 雑誌名: Nature Structural & Molecular Biology 13(4) ページ: 331-338
• [雑誌論文] Crystal structure and mechanism of tripeptidyl activity of prolyl tripeptidyl aminopeptidase from Porphyromonas gingivalis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Nakajima, Y., Xu, Y., Yamada, N., Onohara, Y., Ito, T., Matsubara, F., Kabashima, T., Nakayama, K., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: J Mol Biol 362(2) ページ: 228-240
• [雑誌論文] The conserved kinase NHK-1 is essential for mitotic progression and unifying acentrosomal meiotic spindles in Drosophila melanogaster. (2006)
  • 著者名/発表者名: Cullen, C.F., A.L. Brittle, T. Ito, H. Ohkura.
  • 雑誌名: J Cell Biol 171 ページ: 593-602
• [雑誌論文] Aminopeptidase N (proteobacteria alanyl aminopeptidase) from Escherichia coli : Crystal structure and conformational change of the methionine 260 residue involved in substrate recognition. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Nakajima, Y., Onohara, Y., Takeo, M., Nakashima, K., Matsubara, F., Ito, T., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 281(44) ページ: 33664-33676
• [雑誌論文] Regulation of histone acetylation and nucleosome assembly by transcription factor JDP2. (2006)
  • 著者名/発表者名: Jin, C., Kato, K., Chimura, T., Yamasaki, T., Nakade, K., Murata, T., Li, H., Pan, J., Zhao, M., Sun, K., Chiu, R., Ito, T., Nagata, K., Horikoshi, M., Yokoyama, K.K.
  • 雑誌名: Nat Struct Mol Biol 13(4) ページ: 331-338
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray characterization of aminopeptidase N from Escherichia coli. (2006)
  • 著者名/発表者名: Onohara, Y., Nakajima, Y., Ito, K., Xu, Y., Nakashima, K., Ito, T., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: Acta Crystallograph Sect F Struct Biol Cryst Commun 62 ページ: 699-701
• [雑誌論文] クロマチン再構築因子 (2006)
  • 著者名/発表者名: 難波泰明, 梶谷卓也, 中川武弥, 伊藤 敬
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 51 ページ: 2076-2082
• [雑誌論文] クロマチン再構築因子 (2006)
  • 著者名/発表者名: 梶谷卓也, 三笠昌樹, 伊藤 敬
  • 雑誌名: 実験医学 24 ページ: 1069-1074
• [雑誌論文] Regulation of histone acetylation and nucleosome assembly by transcription factor JDP2. (2006)
  • 著者名/発表者名: Jin, C., K.Kato, T.Chimura, T.Yamasaki, K.Nakade, T.Murata, H.Li, J.Pan, M.Zhao, K.Sun, R Chiu, T.Ito et al.
  • 雑誌名: Nature Structural & Molecular Biology. Published online : 5 March 2006
• [雑誌論文] Sox9 and p300 Cooperatively Regulate Chromatin-mediated Transcription. (2005)
  • 著者名/発表者名: Furumatsu, T., M. Tsuda, K. Yoshida, N. Taniguchi, T. Ito, M. Hashimoto, H. Asahara.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 35203-8
• [雑誌論文] A histone code in meiosis: the histone kinase, NHK-1, is required for proper chromosomal architecture in Drosophila oocytes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ivanovska, I., T. Khandan, T. Ito, T.L. Orr-Weaver.
  • 雑誌名: Genes Dev 19 ページ: 2571-82
• [雑誌論文] Linker histone variants control chromatin dynamics during early embryogenesis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saeki, H., K. Ohsumi, H. Aihara, T. Ito, S. Hirose, K. Ura, Y. Kaneda.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci 102 ページ: 5697-702
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray characterization of prolyl tripeptidyl aminopeptidase from Porphyromonas gingivalis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, Y., Ito, K., Xu, Y., Yamada, N., Onohara, Y., Ito, T., Yoshimoto, T.
  • 雑誌名: Acta Crystallograph Sect F Struct Biol Cryst Commun 61(Pt12) ページ: 1046-1048
• [雑誌論文] The conserved kinase NHK-1 is essential for mitotic progression and unifying acentrosomal meiotic spindles in Drosophila melanogaster. (2005)
  • 著者名/発表者名: Cullen, C.F., A.L.Brittle, T.Ito, H.Ohkura.
  • 雑誌名: J Cell Biol 171 ページ: 593-602
• [雑誌論文] Sox9 p300 Cooperatively Regulate Chromatin-mediated Transcription. (2005)
  • 著者名/発表者名: Furumatsu, T., M.Tsuda, K.Yoshida, N.Taniguchi, T.Ito, M.Hashimoto, H.Asahara.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280: ページ: 35203-35208
• [雑誌論文] A histone code in meiosis : the histone kinase, NHK-1, is required for proper chromosomal architecture in Drosophila oocytes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ivanovska, I., T.Khandan, T.Ito, T.L.Orr-Weaver.
  • 雑誌名: Genes Dev 19 ページ: 2571-2582
• [雑誌論文] Linker histone variants control chromatin dynamics during early embryogenesis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saeki, H., K.Ohsumi, H.Aihara, T.Ito, S.Hirose, K.Ura, Y.Kaneda.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 102 ページ: 5697-5702
• [雑誌論文] クロマチンと病態 (2005)
  • 著者名/発表者名: 中川武弥, 田頭英樹, 沖昌也, 伊藤 敬
  • 雑誌名: Molecular Medicine 42 ページ: 966-972
• [学会発表] 1S11p-1ヒストン翻訳後修飾と遺伝子転写 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤敬
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] ヒストン翻訳後修飾と遺伝子転写 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤敬
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] 1S4-4 Histone modification and Transcriptional Regulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ito
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] Histone modification and Transcriptional Regulation Takashi Ito, Department of Biochemistry, Nagasaki University of Medicine (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ito
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] S1-02ヒストン蛋白修飾によるクロマチン構造変換機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤敬
  • 学会等名: 第48回日本組織細胞化学会総会、第39回日本臨床分子形態学会総会
  • 発表場所: 山梨
  • 年月日: 2007-09-28
• [学会発表] 2W8-1ヒストン蛋白修飾と遺伝子転写 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤敬
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会第80回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] USP activates transcriptional initiation by isopeptide bond hydrolyzation of ubiquitylated H2A and trans-histone crosstalk (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T., Takuya Kajitani, Shinji Togo, Norio Masuko, Yoshitaka Hishikawa, Koji Takehiko, Toshifumi Matsuyama, Hideki, Ohdan, Tsuyoshi Ikura, Masami Muramatsu and Takashi Ito
  • 学会等名: Keystone Symposia
  • 発表場所: Colorado
• [図書] 分子生物学イラストレイテッド改訂第3版 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤敬(分担執筆)
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 転写研究集中マスター(第3章クロマチンリモデリングp.62-72) (2005)
  • 著者名/発表者名: 半田宏ら編集, 伊藤敬ら分担
  • 総ページ数: 172
  • 出版者: 羊土社
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.med.nagasaki-u.ac.jp/biochem/