ヒストンコードによる転写伸長速度制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17H04035
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中山 啓子 東北大学, 医学系研究科, 教授 (60294972)
• 研究分担者: 城田 松之 東北大学, 医学系研究科, 講師 (00549462) ; 舟山 亮 東北大学, 医学系研究科, 助教 (20452295)
• 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: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: ヒストン修飾 / RNAポリメラーゼ / 修飾酵素 / H3K27me3 / H3K36me3 / DRB

研究成果の概要

遺伝子からRNAへ転写される領域とその量は、ゲノムDNAが折り畳まれるような構造（クロマチン）の形態によって制御されていると考えられている。このクロマチン構造は、ゲノムDNAのメチル化や、ゲノム領域に結合しているヒストンタンパク質の翻訳後修飾よって決定されると考えられてきた。この研究課題では、ヒストンタンパク質の翻訳後修飾を人為的に変化させたときに、RNAへ転写効率の変化を調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物の遺伝情報は、ゲノムDNAに書き込まれているが、その情報をどのように読み出しているのかについて、様々な制御が存在していることが知られている。本研究では、特にゲノムDNAが結合しているヒストンタンパク質の状態が、RNAとして読み出される過程にどのような影響を与えているのかを、実際の読み出し速度を測定することで検証を行った。その結果、ヒストンの修飾は、読み出し量と同時に、その速度に影響を与えていることを明らかとすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Study Profile of the Tohoku Medical Megabank Community-Based Cohort Study (2021)
  • 著者名/発表者名: Hozawa A, Tanno K, Nakaya N, Nakamura T, Tsuchiya N, Hirata T, Narita A, Kogure M, Nochioka K, Sasaki R, Takanashi N, Otsuka K, Sakata K, Kuriyama S, Kikuya M, 13名略, Kobayashi T, 53名略, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｙ 巻: 31 号: 1 ページ: 65-76
  • DOI: 10.2188/jea.JE20190271
  • NAID: 130007966030
  • ISSN: 0917-5040, 1349-9092
  • 年月日: 2021-01-05
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metabolic and pathologic profiles of human LSS deficiency recapitulated in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Wada Yoichi、Kikuchi Atsuo、Kaga Akimune、Shimizu Naoki、Ito Junya、Onuma Ryo、Fujishima Fumiyoshi、Totsune Eriko、Sato Ryo、Niihori Tetsuya、Shirota Matsuyuki、Funayama Ryo、Sato Kota、Nakazawa Toru、Nakayama Keiko、Aoki Yoko、Aiba Setsuya、Nakagawa Kiyotaka、Kure Shigeo
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 16 号: 2 ページ: e1008628-e1008628
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1008628
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Variants That Affect Function of Calcium Channel TRPV6 Are Associated With Early-Onset Chronic Pancreatitis. (2020)
  • 著者名/発表者名: Masamune A, Kotani H, Sorgel FL, Chen JM, Hamada S, Sakaguchi R, Masson E, Nakano E, et al.
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: - 号: 6 ページ: 1626-1641
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2020.01.005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] BACH1 Promotes Pancreatic Cancer Metastasis by Repressing Epithelial Genes and Enhancing Epithelial-Mesenchymal Transition (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Masaki、Matsumoto Mitsuyo、Saiki Yuriko、Alam Mahabub、Nishizawa Hironari、Rokugo Masahiro、Brydun Andrey、Yamada Shinji、Kaneko Mika K.、Funayama Ryo、Ito Mamoru、Kato Yukinari、Nakayama Keiko、Unno Michiaki、Igarashi Kazuhiko
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 80 号: 6 ページ: 1279-1292
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-18-4099
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Knockout Mouse Models Provide Insight into the Biological Functions of CRL1 Components. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa T, Nakayama K, Nakayama KI.
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol. 巻: 1217 ページ: 147-171
  • DOI: 10.1007/978-981-15-1025-0_10
  • ISBN: 9789811510243, 9789811510250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cohort Profile: Tohoku Medical Megabank Project Birth and Three-Generation Cohort Study (TMM BirThree Cohort Study): Rationale, progress and perspective (2020)
  • 著者名/発表者名: Kuriyama S, Metoki H, Kikuya M, Obara T, Ishikuro M, Yamanaka C, Nagai M, Matsubara H, Kobayashi T, 57名略, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Int J Epidemiol. 巻: 49 号: 1 ページ: 18
  • DOI: 10.1093/ije/dyz169
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Biallelic variants/mutations of IL1RAP in patients with steroid-sensitive nephrotic syndrome (2019)
  • 著者名/発表者名: Niitsuma Sou、Kudo Hiroki、Kikuchi Atsuo、Hayashi Takaya、Kumakura Satoshi、Kobayashi Shuhei、Okuyama Yuko、Kumagai Naonori、Niihori Tetsuya、Aoki Yoko、So Takanori、Funayama Ryo、Nakayama Keiko、Shirota Matsuyuki、Kondo Shuji、Kagami Shoji、Tsukaguchi Hiroyasu、Iijima Kazumoto、Kure Shigeo、Ishii Naoto
  • 雑誌名: International Immunology 巻: 32 号: 4 ページ: 283-292
  • DOI: 10.1093/intimm/dxz081
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pathogenic mutations in the ALS gene CCNF cause cytoplasmic mislocalization of Cyclin F and elevated VCP ATPase activity. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu Y, Nakagawa T, Morohoshi A, Nakagawa M, Ishida N, Suzuki N, Aoki M, Nakayama K.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 28 号: 20 ページ: 3486-3497
  • DOI: 10.1093/hmg/ddz119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of NRAS mutation in cell-free DNA biological fluids from patients with kaposiform lymphangiomatosis (2019)
  • 著者名/発表者名: Ozeki Michio、Aoki Yoko、Nozawa Akifumi、Yasue Shiho、Endo Saori、Hori Yumiko、Matsuoka Kentaro、Niihori Tetsuya、Funayama Ryo、Shirota Matsuyuki、Nakayama Keiko、Fukao Toshiyuki
  • 雑誌名: Orphanet Journal of Rare Diseases 巻: 14 号: 1 ページ: 215-215
  • DOI: 10.1186/s13023-019-1191-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cancer‐associated fibroblasts secrete Wnt2 to promote cancer progression in colorectal cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Aizawa Takashi、Karasawa Hideaki、Funayama Ryo、Shirota Matsuyuki、Suzuki Takashi、Maeda Shimpei、Suzuki Hideyuki、Yamamura Akihiro、Naitoh Takeshi、Nakayama Keiko、Unno Michiaki
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 8 号: 14 ページ: 6370-6382
  • DOI: 10.1002/cam4.2523
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Aberrant axon branching via Fos-B dysregulation in FUS-ALS motor neurons. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akiyama T, Suzuki N, Ishikawa M, Fujimori K, Sone T, Kawada J, Funayama R, Fujishima F, Mitsuzawa S, Ikeda K, Ono H, Shijo T, Osana S, Shirota M, Nakagawa T, et al.
  • 雑誌名: EBioMedicine 巻: 45 ページ: 362-378
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2019.06.013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Germline-Activating RRAS2 Mutations Cause Noonan Syndrome (2019)
  • 著者名/発表者名: Niihori Tetsuya、Nagai Koki、Fujita Atsushi、Ohashi Hirofumi、Okamoto Nobuhiko、Okada Satoshi、Harada Atsuko、Kihara Hirotaka、Arbogast Thomas、Funayama Ryo、Shirota Matsuyuki、Nakayama Keiko、Abe Taiki、Inoue Shin-ichi、Tsai I-Chun、Matsumoto Naomichi、Davis Erica E.、Katsanis Nicholas、Aoki Yoko
  • 雑誌名: The American Journal of Human Genetics 巻: 104 号: 6 ページ: 1233-1240
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2019.04.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Recurrent de novo MAPK8IP3 variants cause neurological phenotypes (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwasawa Shinya、Yanagi Kumiko、Kikuchi Atsuo、Kobayashi Yasuko、Haginoya Kazuhiro、Matsumoto Hiroshi、Kurosawa Kenji、Ochiai Masayuki、Sakai Yasunari、Fujita Atsushi、Miyake Noriko、Niihori Tetsuya、ら
  • 雑誌名: Annals of Neurology 巻: － 号: 6 ページ: 927-933
  • DOI: 10.1002/ana.25481
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ubiquitin ligase subunit β-TrCP in Sertoli cells is essential for spermatogenesis in mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Morohoshi, A., Nakagawa, T., Nakano, S., Nagasawa, Y., Nakayama, K.
  • 雑誌名: Dev Biol. 巻: 445 号: 2 ページ: 178-188
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2018.10.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peroxisome biogenesis deficiency attenuates the BDNF-TrkB pathway-mediated development of the cerebellum (2018)
  • 著者名/発表者名: Abe Yuichi、Honsho Masanori、Itoh Ryota、Kawaguchi Ryoko、Fujitani Masashi、Fujiwara Kazushirou、Hirokane Masaaki、Matsuzaki Takashi、Nakayama Keiko、Ohgi Ryohei、Marutani Toshihiro、Nakayama Keiichi I、Yamashita Toshihide、Fujiki Yukio
  • 雑誌名: Life Science Alliance 巻: 1 号: 6 ページ: 1-17
  • DOI: 10.26508/lsa.201800062
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bach2 Promotes B Cell Receptor?Induced Proliferation of B Lymphocytes and Represses Cyclin-Dependent Kinase Inhibitors (2018)
  • 著者名/発表者名: Miura Yuichi、Morooka Mizuho、Sax Nicolas、Roychoudhuri Rahul、Itoh-Nakadai Ari、Brydun Andrey、Funayama Ryo、Nakayama Keiko、Satomi Susumu、Matsumoto Mitsuyo、Igarashi Kazuhiko、Muto Akihiko
  • 雑誌名: J Immunol 巻: - 号: 8 ページ: 2882-2893
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1601863
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Bone marrow PDGFRa+Sca-1+ enriched mesenchymal stem cells support survival of and antibody production by plasma cells in vitro through IL-6. (2018)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Kayaba, Ari Itoh-Nakadai, Kunimichi Niibe, Matsuyuki Shirota, Ryo Funayama, Akiko Sugahara-Tobinai, Yi Li Wong, Masanori Inui, Keiko Nakayama, and Toshiyuki Takai.
  • 雑誌名: Int Immu 巻: in press 号: 6 ページ: 241-253
  • DOI: 10.1093/intimm/dxy018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rett-like features and cortical visual impairment in a Japanese patient with HECW2 mutation (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Haruhiko、Uematsu Mitsugu、Numata-Uematsu Yurika、Abe Yu、Endo Wakaba、Kikuchi Atsuo、Takezawa Yusuke、Funayama Ryo、Shirota Matsuyuki、Nakayama Keiko、Niihori Tetsuya、Aoki Yoko、Haginoya Kazuhiro、Kure Shigeo
  • 雑誌名: Brain Dev 巻: 40 号: 5 ページ: 410-414
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2017.12.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transforming Growth Factor β-Induced Proliferative Arrest Mediated by TRIM26-Dependent TAF7 Degradation and Its Antagonism by MYC. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa T, Hosogane M, Nakagawa M, Morohoshi A, Funayama R, Nakayama K.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 38 号: 5
  • DOI: 10.1128/mcb.00449-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glucose deprivation induces primary cilium formation through mTORC1 inactivation (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K.、Nagai, T.、Chiba, S.、Nakayama, K.、and Mizuno. K.
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 131 号: 1 ページ: 208769-208769
  • DOI: 10.1242/jcs.208769
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inferring evolutionary responses of Anolis carolinensis introduced into the Ogasawara archipelago using whole genome sequence data (2017)
  • 著者名/発表者名: Tamate Satoshi、Iwasaki Watal M.、Krysko Kenneth L.、Camposano Brian J.、Mori Hideaki、Funayama Ryo、Nakayama Keiko、Makino Takashi、Kawata Masakado
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 号: 1 ページ: 18008-18008
  • DOI: 10.1038/s41598-017-17852-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] NOTCH2 Hajdu-Cheney Mutations Escape SCFFBW7-Dependent Proteolysis to Promote Osteoporosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fukushima H, Shimizu K, Watahiki A, Hoshikawa S, Kosho T, Oba D, Sakano S, Arakaki M
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: Nov 16;68(4) 号: 4 ページ: 645-658
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2017.10.018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Regulation of mitosis-meiosis transition by the ubiquitin ligase β-TrCP in male germ cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa T, Zhang T, Kushi R, Nakano S, Endo T, Nakagawa M, Yanagihara N, Zarkower D, Nakayama K.
  • 雑誌名: Development 巻: 144 ページ: 4137-4147
  • DOI: 10.1242/dev.158485
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Inflammatory responses induce an identity crisis of alveolar macrophages, leading to pulmonary alveolar proteinosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ebina-Shibuya R, Matsumoto M, Kuwahara M, Jang KJ, Sugai M, Ito Y, Funayama R, Nakayama K, Sato Y, Ishii N, Okamura Y, Kinoshita K, Kometani K, Kurosaki T, Muto A, Ichinose M, Yamashita M, Igarashi K.
  • 雑誌名: The Journal of biological chemistry 巻: 292 号: 44 ページ: 18098-18112
  • DOI: 10.1074/jbc.m117.808535
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 蛋白分解異常による新規筋萎縮性側索硬化症の発症機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 靖章, 中川 直, 鈴木 直輝, 割田 仁, 中山 啓子, 青木 正志
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] 知的障害・自閉症関連因子SETD5によるrDNAのエピジェネティック制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中川 直, 中山 啓子
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Alternative Splicing of FBLN2 generates two proteins with different N-linked glycosylation patterns (2019)
  • 著者名/発表者名: Wei,Chen Kao,Ryo Funayama, Keiko Nakayama
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ユビキチン化によるFACT複合体の機能制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中川直、諸星茜、中山啓子
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 大腸がんにおけるFibulin2スプライスバリアントの役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 舟山亮、遠山慎吾、高唯真、中山啓子
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Mutation of cyclin F may contribute to Amyotrophic Lateral Sclerosis pathogensis by affecting VCP ATPase activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Yujao Yu, Akane Morohoshi, Tadashi Nakagawa, Keiko Nakayama
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [備考] 東北大学大学院医学系研究科附属創生応用医学研究センターがん医学コアセンター細胞増殖制御分野
  • URL: http://www.devgen.med.tohoku.ac.jp/
• [備考] 東北大学大学院医学系研究科細胞増殖制御分野ＨＰ
  • URL: http://www.devgen.med.tohoku.ac.jp/
• [備考] 東北大学大学院医学系研究科細胞増殖制御分野ホームページ
  • URL: http://www.devgen.med.tohoku.ac.jp/index.html