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リボソームRNA反復遺伝子のコピー数管理システムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H01443
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 遺伝・染色体動態
研究機関東京大学

研究代表者

小林 武彦  東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (40270475)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2019年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2018年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2017年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
キーワードリボソーム / リボソームRNA遺伝子 / 遺伝子増幅 / 組換え / UAF / 転写活性化因子 / SIR2 / 出芽酵母 / ゲノムの安定性 / 相同組換え / 転写抑制 / コピー数の維持 / 非コードDNA / 増幅組換え / コピー数モニター / 遺伝学 / リボソームRNA反復遺伝子 / 修復
研究成果の概要

翻訳を担うリボソームは細胞内のタンパク質の半分以上を占め、その量を安定に維持することは重要である。リボソームRNAをコードする遺伝子(リボソームRNA遺伝子:rDNA)は、真核細胞では100コピー以上がタンデムに連なった巨大反復遺伝子群を形成している。リボソームを安定供給するためには、コピー数を常にモニターしその数を一定レベルに維持する機能が必要と考えられるが、そのメカニズムについて全くわかっていなかった。本研究では、リボソームRNAの転写の活性化に関わる因子(UAF)が、コピー数の低下を感知し増幅組換えを誘導、そして一定のコピー数で増幅を停止させる機構を制御していることを解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物にとってタンパク質を生産することは、生命が地球に誕生した時から続いている最も重要な生命活動である。タンパク質の生産はリボソームによって担われており、リボソームは細胞中で最も多量に存在するRNA/タンパク質複合体である。リボソームの安定供給には1つの細胞に100コピー以上存在するリボソームRNA遺伝子のコピー数を適正に維持することが重要である。本研究では、そのリボソームRNA遺伝子コピー数をモニターし、数が足りなくなった時には遺伝子増幅で回復させる機構の全貌を解明した。本成果は、全ての真核細胞が持つ最も基本的な生理作用の解明であり、非常に重要な発見である。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 13件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 10件、 招待講演 20件) 図書 (6件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] フランス国立科学研究センター(IGBMC)(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] RPS12 and UBC4 are related to senescence signal production in ribosomal RNA gene cluster2022

    • 著者名/発表者名
      Yanagi, S, Iida, T and Kobayashi, T.
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol,

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of an “<i>in saccharo</i>” experimental system2021

    • 著者名/発表者名
      Iida, T. and kobayashi, T
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 96 号: 3 ページ: 107-118

    • DOI

      10.1266/ggs.21-00004

    • NAID

      130008102463

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 年月日
      2021-06-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The S-phase Cyclin Clb5 Promotes rDNA Stability by Maintaining Replication Initiation Efficiency in rDNA.2021

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Goto, Mariko Sasaki, and Takehiko Kobayashi
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 5 号: 5 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1128/mcb.00324-20

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The human ribosomal DNA array is composed of highly homogenized tandem clusters.2021

    • 著者名/発表者名
      Hori, Y, Shimoto, A, and Kobayashi, T.
    • 雑誌名

      Genome Research

      巻: 31 号: 11 ページ: 1971-1982

    • DOI

      10.1101/gr.275838.121

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of repair activity by quantification of ribonucleotides in the genome2021

    • 著者名/発表者名
      Iida, T. and kobayashi, T
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 26 号: 8 ページ: 555-569

    • DOI

      10.1111/gtc.12871

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Defects in the NuA4 acetyltransferase complex increase stability of the ribosomal RNA gene and extend replicative lifespan2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Wakatsuki, Mariko Sasaki, Takehiko Kobayashi
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 94 号: 5 ページ: 197-206

    • DOI

      10.1266/ggs.19-00022

    • NAID

      130007760285

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 年月日
      2019-10-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The CCR4-NOT complex maintains stability and transcription of rRNA genes by repressing antisense transcripts.2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Hosoyamada, Mariko Sasaki, Takehiko Kobayashi
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 40 号: 1

    • DOI

      10.1128/mcb.00320-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] rDNA condensation promotes rDNA separation from nucleolar proteins degraded for nucleophagy after TORC1 inactivation2019

    • 著者名/発表者名
      Md. Golam Mostofa, Shamsul Morshed, Ritsu Shibata, Yuri Takeichi, Muhammad Arifur Rahman, Shun Hosoyamada, Takehiko Kobayashi, and Takashi Ushimaru
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 28 号: 13 ページ: 3423-3434

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.08.059

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ribosomal RNA gene repeats associate with the nuclear pore complex for maintenance after DNA damage2019

    • 著者名/発表者名
      Horigome Chihiro、Unozawa Eri、Ooki Takamasa、Kobayashi Takehiko
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 15 号: 4 ページ: e1008103-e1008103

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008103

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RNA Polymerase I activators count and adjust ribosomal RNA gene copy number2019

    • 著者名/発表者名
      Iida, T. and Kobayashi, T
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 73 号: 4 ページ: 645-654

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2018.11.029

    • 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] DNA polymerase e-dependent modulation of the pausing property of CMG helicase at the barrier.2018

    • 著者名/発表者名
      Hizume, K., Endo, S., Muramatsu, S., Kobayashi, T. and Araki, H.
    • 雑誌名

      Genes & Dev

      巻: 32 号: 19-20 ページ: 1315-1320

    • DOI

      10.1101/gad.317073.118

    • 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] CLIP and cohibin separate rDNA from nucleolar proteins destined for degradation by nucleophagy2018

    • 著者名/発表者名
      Mostofa Md. Golam、Rahman Muhammad Arifur、Koike Naoki、Yeasmin Akter MST、Islam Nafisa、Waliullah Talukdar Muhammad、Hosoyamada Shun、Shimobayashi Mitsugu、Kobayashi Takehiko、Hall Michael N.、Ushimaru Takashi
    • 雑誌名

      The Journal of Cell Biology

      巻: 217 号: 8 ページ: 2675-2690

    • DOI

      10.1083/jcb.201706164

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ctf4 Prevents Genome Rearrangements by Suppressing DNA Double-Strand Break Formation and Its End Resection at Arrested Replication Forks2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Mariko、Kobayashi Takehiko
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 66 号: 4 ページ: 533-545

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2017.04.020

    • 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
  • [雑誌論文] rDNA stability is supported by many "Buffer genes" -Introduction to the Yeast rDNA Stability Database.2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Sasaki M
    • 雑誌名

      FEMS Yeast Res.

      巻: - 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1093/femsyr/fox001

    • 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
  • [学会発表] Budding yeast as an aging model system2021

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Kobayashi
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 実験システムとしての酵母 -老化研究を例に2021

    • 著者名/発表者名
      小林 武彦
    • 学会等名
      酵母合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA replication initiation affects stability of ribosomal RNA gene repeat and lifespan2021

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Kobayashi
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor, Asia meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゲノム修復から見るゲノム安定性のプロファイル2021

    • 著者名/発表者名
      飯田哲史
    • 学会等名
      日本遺伝学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding the Genome Stress Response as a Cellular Risk Management System2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsushi Iida
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母が適正なゲノム構造を維持するための記憶の分子機構2020

    • 著者名/発表者名
      飯田哲史
    • 学会等名
      日本遺伝学会第 92 回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 寿命はなぜ決まっているのか?2020

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      千里ライフサイエンスフォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ribosomal RNA gene instability, accumulation of circular DNA and cellular senescence2020

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      Circular DNA in normal development and disease
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 寿命はなぜ決まっているのか2019

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      九州大学公開セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stability of ribosomal RNA gene repeat and cellular senescence2019

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      International symposium on DNA Damage Response & Human Disease
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 寿命はなにが決めているのか2019

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      大隅科学創生財団第4回創発セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノムの安定性と細胞老化2018

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      第63回日本生殖医学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 反復配列の安定性を維持するRNA分解機構2018

    • 著者名/発表者名
      細山田舜、佐々木真理子、小林武彦
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝学はこんなに面白い2018

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      日本遺伝学会市民公開講座
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-coding transcription and maintenance of ribosomal RNA gene cluster2018

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      IFOM, Italy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ハダカデバネズミから学ぶ長生きの秘訣2018

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      第一回 寺deサイエンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Degradation of non-coding transcripts maintains rDNA stability and transcription2018

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      3R (Replication, Recombination and Repair) meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-coding transcription and maintenance of ribosomal RNA gene cluster2018

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      EMBO meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-coding transcription induces rDNA instability and cellular senescence2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi
    • 学会等名
      Naito conference
    • 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] Studies of the ribosomal DNA repeats2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi
    • 学会等名
      GSA early carrier symposium
    • 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] Reprograming in yeast2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi
    • 学会等名
      Columbia University seminar series
    • 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] rDNA stability and cellular senescence2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi
    • 学会等名
      Memorial Sloan Kettering Cancer Center seminar series
    • 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] リボソームRNA遺伝子のコピー数調節機構2017

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      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] 寿命を決める非コードRNAの機能2017

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 学会等名
      日本分子生物学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 生物の寿命延長  ~老化・長寿命の基盤研究最前線~2022

    • 著者名/発表者名
      堀優太郎、小林武彦、その他
    • 総ページ数
      460
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437732
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 改訂 遺伝単2021

    • 著者名/発表者名
      日本遺伝学会
    • 総ページ数
      456
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437121
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 生物はなぜ死ぬのか2021

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065232170
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] HOMOLOGOUS RECOMBINATION: METHODS AND PROTOCOLS2020

    • 著者名/発表者名
      Mariko Sasaki and Takehiko Kobayashi、その他
    • 総ページ数
      557
    • 出版者
      Humana press
    • ISBN
      9781071606438
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] DNAの98%は謎  生命の鍵を握る「非コードDNA」とは何か2017

    • 著者名/発表者名
      小林武彦
    • 総ページ数
      206
    • 出版者
      講談社ブルーバックス
    • ISBN
      9784065020340
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 遺伝単2017

    • 著者名/発表者名
      小林武彦その他
    • 総ページ数
      371
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 小林武彦研究室

    • URL

      https://tako-lab.net

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京大学定量生命科学研究所ゲノム再生研究分野

    • URL

      https://www.iqb.u-tokyo.ac.jp/lab/kobayashi/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 小林研究室

    • URL

      http://lafula-com.info/kobayashiken/CytoGen/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] 東京大学定量生命科学研究所

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [産業財産権] 人工染色体ベクターおよびその用途2020

    • 発明者名
      小林武彦、飯田哲史
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-039614
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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