DNA二重鎖切断を安全に相同組換えに変換する減数分裂クロマチン構造の研究

• 研究課題/領域番号: 17H01444
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 平岡 泰 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10359078)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 42,770千円 (直接経費: 32,900千円、間接経費: 9,870千円); 2019年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円); 2018年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円); 2017年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
• キーワード: 染色体 / 細胞核 / 細胞

研究成果の概要

減数分裂におけるDNA複製の制御は、相同染色体の対合・組換え・分配を正常に行うために重要である。DNA複製および相同染色体の対合・組換えを正常に行うために必要なクロマチン構造について解析を行い、以下のことを明らかにした。（１）染色体の核内配置が、DNA複製タイミングの制御に影響を与える。（２）減数分裂コヒーシンが作るクロマチン構造が相同染色体の対合に必須である。（３）ヒストンH2AのバリアントであるH2A.zが相同染色体の組換えに重要な役割を果たす。（４）ヒストン分子種の量的バランスが染色体分離の正常な進行に重要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

減数分裂は、ヒトなどでは２倍体の体細胞から卵子や精子のような１倍体の配偶子を作る特殊な細胞分裂がそれに相当し、そこでの異常は不妊やダウン症などの異常につながるために、減数分裂の仕組みの解明は世代を越えたゲノムの継承を保証するために、学術的にも社会的にも重要な課題となっている。しかし、ヒトで減数分裂の過程や分子メカニズムを解明するのは困難である。解析が容易な分裂酵母で得られた成果は、ヒトをはじめとする真核生物に普遍的な仕組みの理解につながり、学術的にも社会的にも重要である。

研究成果

• [雑誌論文] Intracellular ATP levels influence cell fates in Dictyostelium discoideum differentiation (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka Haruka、Nakano Tadashi、Kuwana Satoshi、Fukuzawa Masashi、Hirano Yasuhiro、Ueda Masahiro、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: - 号: 5 ページ: 312-326
  • DOI: 10.1111/gtc.12763
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Human Ebp1 rescues the synthetic lethal growth of fission yeast cells lacking Cdb4 and Nup184 (2020)
  • 著者名/発表者名: Osemwenkhae Osaretin P.、Sakuno Takeshi、Hirano Yasuhiro、Asakawa Haruhiko、Hayashi‐Takanaka Yoko、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: - 号: 4 ページ: 288-295
  • DOI: 10.1111/gtc.12757
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Chaperone FACT and Histone H2B Ubiquitination Maintain S. pombe Genome Architecture through Genic and Subtelomeric Functions (2020)
  • 著者名/発表者名: Murawska Magdalena、Schauer Tamas、Matsuda Atsushi、Wilson Marcus D.、Pysik Thomas、Wojcik Felix、Muir Tom W.、Hiraoka Yasushi、Straub Tobias、Ladurner Andreas G.
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 77 号: 3 ページ: 501-513.e7
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2019.11.016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Roles of Remote and Contact Forces in Epithelial Cell Structure Formation (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakano Tadashi、Okaie Yutaka、Kinugasa Yasuha、Koujin Takako、Suda Tatsuya、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 118 号: 6 ページ: 1466-1478
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2020.01.037
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chromosome-associated RNA ;protein complexes promote pairing of homologous chromosomes during meiosis in Schizosaccharomyces pombe. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ding DQ, Okamasa K, Katou Y, Oya E, Nakayama J, Chikashige Y, Shirahige K, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 5598-5598
  • DOI: 10.1038/s41467-019-13609-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Asymmetrical localization of Nup107-160 subcomplex components within the nuclear pore complex in fission yeast (2019)
  • 著者名/発表者名: Asakawa Haruhiko、Kojidani Tomoko、Yang Hui-Ju、Ohtsuki Chizuru、Osakada Hiroko、Matsuda Atsushi、Iwamoto Masaaki、Chikashige Yuji、Nagao Koji、Obuse Chikashi、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 15 号: 6 ページ: 008061-1008061
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1008061
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nuclear formation induced by DNA-conjugated beads in living fertilised mouse egg. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuka Suzuki, Sukriye Bilir, Yu Hatano, Tatsuhito Fukuda, Daisuke Mashiko, Shouhei Kobayashi, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi, Kazuo Yamagata
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 8461-8461
  • DOI: 10.1038/s41598-019-44941-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Histone H2A insufficiency causes chromosomal segregation defects due to anaphase chromosome bridge formation at rDNA repeats in fission yeast. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto TG, Ding DQ, Nagahama Y, Chikashige Y, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 7159-7159
  • DOI: 10.1038/s41598-019-43633-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The very-long-chain fatty acid elongase Elo2 rescues lethal defects associated with loss of the nuclear barrier function in fission yeast cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Kinugasa Yasuha、Hirano Yasuhiro、Sawai Megumi、Ohno Yusuke、Shindo Tomoko、Asakawa Haruhiko、Chikashige Yuji、Shibata Shinsuke、Kihara Akio、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 132 号: 10 ページ: 229021-229021
  • DOI: 10.1242/jcs.229021
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of Nup133, Nup153, and membrane fenestrations in assembly of the nuclear pore complex at the end of mitosis (2019)
  • 著者名/発表者名: Sukriye Bilir、Tomoko Kojidani、Chie Mori、Hiroko Osakada、Shouhei Kobayashi、Takako Koujin、Yasushi Hiraoka 、Tokuko Haraguchi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 338-353
  • DOI: 10.1111/gtc.12677
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Life in the light (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Nature Photonics 巻: 13 号: 2 ページ: 69-70
  • DOI: 10.1038/s41566-018-0343-9
• [雑誌論文] Identification of the evolutionarily conserved nuclear envelope proteins Lem2 and MicLem2 in Tetrahymena thermophila (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto Masaaki、Fukuda Yasuhiro、Osakada Hiroko、Mori Chie、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
  • 雑誌名: Gene: X 巻: 1 ページ: 100006-100006
  • DOI: 10.1016/j.gene.2019.100006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Torsional Turning Motion of Chromosomes as an Accelerating Force to Align Homologous Chromosomes during Meiosis (2019)
  • 著者名/発表者名: Takao Kazutaka、Takamiya Kazunori、Ding Da-Qiao、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi、Nishimori Hiraku、Awazu Akinori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 88 号: 2 ページ: 023801-023801
  • DOI: 10.7566/jpsj.88.023801
  • NAID: 210000135084
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Shelterin promotes tethering of late replication origins to telomeres for replication‐timing control (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Shiho、Kido Sayuri、Handa Tetsuya、Ogawa Hidesato、Asakawa Haruhiko、Takahashi Tatsuro S、Nakagawa Takuro、Hiraoka Yasushi、Masukata Hisao
  • 雑誌名: The EMBO Journal 巻: 37 号: 15 ページ: 15-15
  • DOI: 10.15252/embj.201898997
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nuclear localization signals targeting to macronucleus and micronucleus in binucleated ciliate Tetrahymena thermophila (2018)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Iwamoto, Chie Mori, Hiroko Osakada, Takako Koujin, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 印刷中 号: 7 ページ: 568-579
  • DOI: 10.1111/gtc.12602
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exportin Crm1 is repurposed as a docking protein to generate microtubule organizing centers at the nuclear pore (2018)
  • 著者名/発表者名: Bao Xun X、Spanos Christos、Kojidani Tomoko、Lynch Eric M、Rappsilber Juri、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko、Sawin Kenneth E
  • 雑誌名: eLife 巻: 7
  • DOI: 10.7554/elife.33465
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Accurate and fiducial-marker-free correction for three-dimensional chromatic shift in biological fluorescence microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Atsushi、Schermelleh Lothar、Hirano Yasuhiro、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 7583-7583
  • DOI: 10.1038/s41598-018-25922-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The conserved histone variant H2A.Z illuminates meiotic recombination initiation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Kugou K, Ding DQ, Fujita Y, Hiraoka Y, Murakami H, Ohta K, Yamada T.
  • 雑誌名: Current Genetics 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1015-1019
  • DOI: 10.1007/s00294-018-0825-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] p62/SQSTM1 promotes rapid ubiquitin conjugation to target proteins after endosome rupture during xenophagy (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya Megumi、Ogawa Hidesato、Koujin Takako、Mori Chie、Osakada Hiroko、Kobayashi Shouhei、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 8 号: 3 ページ: 470-480
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12385
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Estimation of GFP-Nucleoporin Amount Based on Fluorescence Microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Asakawa Haruhiko、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
  • 雑誌名: Methods in molecular biology 巻: 1721 ページ: 105-115
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-7546-4_10
  • ISBN: 9781493975457, 9781493975464
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lem2 is retained at the nuclear envelope through its interaction with Bqt4 in fission yeast (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirano Yasuhiro、Kinugasa Yasuha、Asakawa Haruhiko、Chikashige Yuji、Obuse Chikashi、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Genes to cells 巻: 23 号: 3 ページ: 122-135
  • DOI: 10.1111/gtc.12557
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The histone variant H2A.Z promotes initiation of meiotic recombination in fission yeast. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Kugou K, Ding DQ, Fujita Y, Hiraoka Y, Murakami H, Ohta K, Yamada T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 46 号: 2 ページ: 609-620
  • DOI: 10.1093/nar/gkx1110
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ser7 of RNAPII-CTD facilitates heterochromatin formation by linking ncRNA to RNAi (2017)
  • 著者名/発表者名: Kajitani Takuya、Kato Hiroaki、Chikashige Yuji、Tsutsumi Chihiro、Hiraoka Yasushi、Kimura Hiroshi、Ohkawa Yasuyuki、Obuse Chikashi、Hermand Damien、Murakami Yota
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 114 号: 52
  • DOI: 10.1073/pnas.1714579115
  • NAID: 120006539374
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Newly found Tetrahymena nucleoporins, Nup214, Nup153 and Pom121/Pom82, differentiate nuclear pore complexes of functionally distinct nuclei (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto Masaaki、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
  • 雑誌名: Commun Integrat Biol 巻: 11 号: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1080/19420889.2017.1384890
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Microscopic Observation of Living Cells Stained with Fluorescent Probes (2017)
  • 著者名/発表者名: Asakawa Haruhiko、Ding Da-Qiao、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Cold Spring Harbor protocols 巻: 2017 号: 10 ページ: 230-235
  • DOI: 10.1101/pdb.prot079848
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of a Specific Genome Locus by the lacO/LacI-GFP System (2017)
  • 著者名/発表者名: Ding Da-Qiao、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Cold Spring Harbor protocols 巻: 2017 号: 10 ページ: 236-241
  • DOI: 10.1101/pdb.prot091934
  • 査読あり
• [雑誌論文] ライブクレム顕微鏡法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原口 徳子、平岡 泰
  • 雑誌名: 生産と技術 巻: 69 ページ: 59-64
  • NAID: 40021176542
• [学会発表] DNA複製におけるヒストンH4アセチル化の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 平岡泰、Osaretin P. Osemwenkae、吉本翔一、平野泰弘、作野剛士、淺川東彦、原口徳子
  • 学会等名: 第37回染色体ワークショップ・第18回細胞核ダイナミクス研究会
• [学会発表] ヒト細胞内で人工ビーズ依存的に構築される人工核 (2019)
  • 著者名/発表者名: 原口徳子、小林昇平、Bilir Sukriye、荒神尚子、小坂田裕子、森知栄、平岡泰
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 計測再構成的アプローチによるマウス受精卵での人工細胞核構築 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山縣一夫、鈴木由華、Bilir Sukriye、福田龍人、平岡泰、原口徳子
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] The fate of the micronucleus generated by failure of chromosome segregation and roles of the nuclear envelope on their fate (2019)
  • 著者名/発表者名: Haraguchi T, Koujin T, Osakada H, Kojidani T, Kobayashi S, Masumoto H, Hiraoka Y
  • 学会等名: 放射線影響学会
  • 招待講演
• [学会発表] 分裂酵母核膜孔複合体タンパク質の生細胞蛍光イメージング解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 淺川東彦、糀谷知子、 松田厚志、楊惠如、大槻千鶴、小坂田裕子、岩本政明、近重裕次、長尾恒治、小布施力史、平岡泰、原口徳子
  • 学会等名: 日本遺伝学会第91回大会
  • 招待講演
• [学会発表] 新規形成セントロメアの減数分裂における安定性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 荻山友貴、久保田佳乃、淺川東彦、平岡泰、石井浩二郎
  • 学会等名: 日本遺伝学会第91回大会
  • 招待講演
• [学会発表] 分裂酵母に特異的な核膜孔複合体構造の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 淺川東彦、糀谷知子、松田厚志、大槻千鶴、平岡泰、原口徳子
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
• [学会発表] Lem2 and Lnp1 cooperatively maintain the nuclear membrane integrity through ESCRT-III functions (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirano Y, Kinugasa Y, Osakada H, Shindo T, Kubota Y, Shibata S, Haraguchi T, Hiraoka Y
  • 学会等名: EMBO The International Fission Yeast Meeting
• [学会発表] Very-long-chain fatty acid elongase Elo2 rescues chromosomal defects associated with loss of nuclear membrane protein Lem2 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kinugasa Y, Hirano Y, Asakawa H, Chikashige Y, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • 学会等名: EMBO The International Fission Yeast Meeting
• [学会発表] 相同染色体ペアリングにおける液相分離の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 丁大橋、岡正華澄、原口徳子、平岡泰
  • 学会等名: 第71回日本細胞生物学会年会
• [学会発表] Coordination of nuclear/ER membrane proteins Lem2, Bqt4, Lnp1 and Apq12 necessary for nuclear membrane integrity in fission yeast. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hirano, Yasuha Kinugasa, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: Life at the edge: The nuclear envelope in nucleocytoplasmic transport and genome organization
  • 国際学会
• [学会発表] ヒストンH4アセチル化によるDNA複製期クロマチンの脱凝縮 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平岡 泰
  • 学会等名: 染色体研究の最前線2018
  • 招待講演
• [学会発表] 減数分裂期相同染色体対合における非コードRNA の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丁 大橋、原口 徳子、平岡 泰
  • 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 合同研究会2017
• [学会発表] 分裂酵母核膜タンパク質Lem2とBqt4の協調的機能の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 衣笠 泰葉、平野 泰弘、淺川 東彦、近重 裕次、原口 徳子、平岡 泰
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第50回研究報告会
• [学会発表] ヒストンH2Aの不足が染色体の不分離を引き起こす (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本 孝治、長濵 有紀、原口 徳子、平岡 泰
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第50回研究報告会
• [学会発表] Lem2 is implicated in lipid metabolism in fission yeast (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hirano, Yasuha Kinugasa, Haruhiko Asakawa, Yuji Chikashige, Chikashi Obuse, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: The Pleiotropic Nuclear Envelope
  • 国際学会
• [学会発表] オートファジーレセプターp62/SQSTM1 の細胞内タンパク質量の調節による効果的な遺伝子導入法の確立とその分子機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川 英知、土屋 惠、荒神 尚子、小林 昇平、森 知栄、平岡 泰、原口 徳子
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] RNA-associating proteins accumulated on the chromosome during homologous chromosome pairing in meiosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Da-Qiao Ding, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: GRC Chromosome Dynamics
  • 国際学会
• [学会発表] Lipid Droplet Dynamics During Schizosaccharomyces pombe Sporulation and Their Role in Spore Survival (2017)
  • 著者名/発表者名: Hui-Ju Yang, Yuji Chikashige, Chie Mori, Hiroko Osakada, Tomoko Kojidani, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: Pombe2017
  • 国際学会
• [学会発表] Lem2 Localization to the Nuclear Envelope Is Biased by Its Interaction with Another Nuclear Membrane Protein Bqt4 in Fission Yeast (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hirano, Yasuha Kinugasa, Chikashi Obuse, Haruhiko Asakawa, Yuji Chikashige, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: Pombe2017
  • 国際学会
• [学会発表] Organization of the nuclear pore core complex revealed by immunoelectron microscopy in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe (2017)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Asakawa, Tomoko Kojidani, Hui-Ju Yang, Hiroko Osakada, Koji Nagao, Chikashi Obuse, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
  • 学会等名: Pombe2017
  • 国際学会
• [学会発表] Cooperative Functions of Inner Nuclear Membrane Proteins Lem2 and Bqt4 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuha Kinugasa, Yasuhiro Hirano, Haruhiko Asakawa, Yuji Chikashige, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: Pombe2017
  • 国際学会
• [学会発表] RNA Transcription and Termination Factors are Important in Meiotic Homologous Chromosome Pairing in S.pombe (2017)
  • 著者名/発表者名: Da-Qiao Ding, Kasumi Okamasa, Yuki Katou, Yuki Nagahama, Atsushi Matsuda, Chie Mori, Yuji Chikashige, Tokuko Haraguchi, Katsuhiko Shirahige, Yasushi Hiraoka
  • 学会等名: Pombe2017
  • 国際学会
• [学会発表] Spatial and Temporal Control of Chromosomal DNA Replication by Telomere Sequence and telomere Binding Proteins in the Fission Yeast Nucleus (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiho Ogawa, Tetsuya Handa, Yuta Nakanura, Hidesato Ogawa, Haruhiko Asakawa, Tatsuro S.Takahashi, Takuro Nakagawa, Yasushi Hiraoka, Hisao Masukata
  • 学会等名: Pombe2017
  • 国際学会