遺伝学を用いたセントロメアおよびヘテロクロマチン構造の形成機構の解析

• 研究課題/領域番号: 17687002
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 深川 竜郎 国立遺伝学研究所, 分子遺伝研究系, 准教授 (60321600)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 30,290千円 (直接経費: 23,300千円、間接経費: 6,990千円); 2007年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2006年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円); 2005年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
• キーワード: セントロメア / DT40細胞 / 染色体分配 / キネトコア / RNAiマシーナリー / CENPs / プロテオミクス / 細胞分裂

研究概要

染色体複製・分配のような基本的な生体反応に狂いが生じると染色体の異数化、がん化など細胞に対する悪影響が生じる。したがって、染色体複製や分配の正確な分子機構を解明することは、遺伝学における本質的な課題の一つである。本研究では、主にプロテオミクスを用いて新規セントロメアタンパク質を同定してセントロメアを構成する巨大複合体の実体を知ることを目的としている。また、同時にセントロメアやその近傍のヘテロクロマチンの形成に必要な分子機構の解明を試みといる。これまでの研究で、ヒトおよびニワトリ細胞からセントロメアタンパク質CENP-HおよびCENP-Iを含むCENP-H/I複合体に少なくも13種類のタンパク質を含むことが明らかにできた。19年度は、更なるセントロメタンパク質の同定に成功し、CENP-H/I複合体が他のセントロメアタンパク質複合体とどのような関係にあるのかを明らかにできた。また、セントロメアやその近傍のヘテロクロマチンの重要な働きを担う可能性がAgo3遺伝子およびAgo3/Ago4のダブルノックアウト細胞を作成し、ノックアウト細胞において、ヘテロクロマチン形成の必要と思われる遺伝子の発現およびタンパク質量が変化していることを明らかにできた。

研究成果

• [雑誌論文] CENP-O-class proteins form a stable complex and are required for proper kinetochore function. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 19 ページ: 843-854
  • 査読あり
• [雑誌論文] KNL1 and CENP-H/I/K complex coordinately direct kinetochore assembly in vertebrates. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iain M. Cheeseman
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 19 ページ: 587-594
  • 査読あり
• [雑誌論文] The kinetochore and spindle checkpoint in vertebrate cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 雑誌名: Frontiers in Bioscience 13 ページ: 2705-2713
  • 査読あり
• [雑誌論文] CENP-C is involved in chromosome segregation, mitotic checkpoint function and kinetochore assembly. (2007)
  • 著者名/発表者名: Mi-Sun Kwon
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 18 ページ: 2155-2168
  • 査読あり
• [雑誌論文] The human Nup107-160 nuclear pore subcomplex contributes to proper kinetochore functions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Michela Zuccolo
  • 雑誌名: The EMBO Journal 26 ページ: 1853-1864
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential Role of CAF-1-mediated Rapid Nucleosome Assembly for DNA Replication and Cell Division in Vertebrate Cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasunari Takami
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 18 ページ: 129-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification of a protein complex that associates with chromatin. (2006)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Okada
  • 雑誌名: Nature Protocols DOI:10.1038/nprot.2006
• [雑誌論文] A novel histone-exchange factor, protein phosphatase 2Cγ, mediates the exchange and dephosphorylation of H2A/H2B. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kimura
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 175 ページ: 389-400
• [雑誌論文] The CENP-H-I complex is required for the efficient incorporation of newly synthesized CENP-A into centromeres. (2006)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Okada
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 8 ページ: 446-457
• [雑誌論文] The Human Mis12 Complex is Required for Kinetochore Assembly and Proper Chromosome Segregation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Susan Kline
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 173 ページ: 9-17
• [雑誌論文] Asf1 is required for viability and chromatin assembly during DNA replication in vertebrate cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fumiyuki Sanematsu
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 13817-13827
• [雑誌論文] The Human Mis12 Complex is Required for Kinetochore Assembly and Proper Chromosome Segregation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Susan Kline-Smith
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology (in press)
• [雑誌論文] Cell cycle dependent pharmacology of methotrexate in HL-60. (2005)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Yamauchi
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 99 ページ: 335-341
• [雑誌論文] The Constitutive Centromere Component CENP-50 is Required for Recovery from Spindle damage. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yukinori Minoshima
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 25 ページ: 10315-10328
• [雑誌論文] CENP-A depletion leads to impaired mitotic checkpoint maintenace in vertebrate cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Vinciane Regnier
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 25 ページ: 3967-3981
• [雑誌論文] Functional region of CENP-H interacts with Nuf2 complex, which functions as a connector between the inner and outer kinetochores. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Mikami
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 25 ページ: 1958-1970
• [雑誌論文] Efficient large-scale protein production of larvae and pupae of silkworm by Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus bacmid system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Motohashi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 326 ページ: 564-569
• [学会発表] CENP-H/I複合体のサブ複合体であるCENP-Oクラスの性質 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 学会等名: 第25回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 熱海市
  • 年月日: 2008-02-01
• [学会発表] クロマチン工学への応用に向けたきネトコアタンパク質複合体の再構成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 堀哲也
  • 学会等名: BMB2007(第30回日本分子生物学会年会)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2007-12-15
• [学会発表] Functional role of CENP-H/I complex in the kinetochore (2007)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: BMB2007(第30回日本分子生物学会年会)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2007-12-12
• [学会発表] Functional role of CENP-Q-class proteins in the kinetochore. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: 16th International Chromosome Conference
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 2007-08-28
• [学会発表] CENP-50ノックアウトマウスの染色体動態 (2007)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 学会等名: 日本遺伝学会第79回大会
  • 発表場所: 岡山市