クロマチン構築を介したDNA複製制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18058018
• 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: 宮崎大学
• 研究代表者: 高見 恭成 宮崎大学, 医学部, 准教授 (80236356)
• 研究分担者: 山元 菜穂子 (永松 菜穂子) 宮崎大学, 医学部, 教務職員 (90253848)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円); 2007年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 遺伝子及び染色体 / 遺伝情報複製 / 染色体構築 / 細胞周期

研究概要

DNA複製フォークの通過後、複製DNAは速やかにヌクレオソームに変換され、元と同等のエピジェネティク情報を持つクロマチンが構築されるが、このことは、正確なゲノム機能を維持するうえで必要不可欠な反応である。核内でのヌクレオソーム形成反応は様々な因子により制御されるが、この反応の生理機能に関しては不明な点が多い。2007年度の本研究では、ヌクレオソーム形成に関与すると考えられるヒストンシャペロンCAF-1,ASF1及びS期に新合成されるヒストン(de novoヒストン)を特異的にアセチル化する酵素HAT1の各欠損変異株を用いて、ヒストンシャペロンの機能及び役割を解析するとともに、永らく不明であったde novoヒストンのアセチル化の生物学的意義の解析することにより、DNA複製、DNA修復、及びヘテロクロマチン形成機構における、これら因子群の役割を分子レベルで明らかにすることにおいて一定の成果を修めた。
1、CAF-1及び欠損はS期の遅延、DNA合成能の低下、新規DNA合成鎖上へのすばやいヌクレオソーム形成能の低下を伴い、致死であるがことを明らかにした。変異CAF-1p150発現株の解析から、新規DNA合成鎖上への素早いヌクレオソーム形成能の低下が複製鎖の伸長を阻害すると考えられ、これがCAF-1のPCNA結合能に依存性であることから、CAF-1がPCNAを介したDNA複製伸長装置と密接に関連していることが示唆された。
2、HAT1-/-細胞株ではDNA複製能及び複製鎖上のヌクレオソーム形成反応には異常が認められないが、DNA複製ストレスに対する感受性を示すことを以前報告していた。本年度はde novoヒストンを含むと考えられる細胞質画分のH3-H4を含む複合体構成性成分の解析を行い、Hat1もしくはH4のLys-5,12のアセチル化が安定したH3-H4複合体形成に寄与し、細胞質H3-H4複合体の一部はH3-H4との結合を介したHat1とAsf1を含む複合体であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Essential role of chromatin assembly factor-1-mediated rapid nucleosome assembly for DNA replication and cell division in vertebrate cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takami, Y., Ono, T., Fukagawa, T., Shibahara, K., and Nakayama, T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 18 ページ: 129-141
  • NAID: 120007121873
  • 査読あり
• [雑誌論文] HDAC2 controls IgM H- and L-chain gene expressions via EBF1, Pax5, Ikaros, Aiolos and E2A gene expressions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, M., Suzuki, H., Yamamoto-Nagamatsu, N., Barman, H. K, Kikuchi, H., Takami, Y., Toyonaga, K., Yamashita, K., and Nakayama, T.
  • 雑誌名: Genes Cells 12 ページ: 359-373
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone H1 variant, H1R is involved in DNA damage response. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, H., Sonoda, E., Takami, Y., Kimura, H., Nakayama, T., Tachibana, M., Takeda, S., and Shinkai, Y.
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst) 6 ページ: 1584-1595
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential role of chromatin assembly factor-1-mediated rapid nucleosome assembly for DNA replication and cell division in vertebrate cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takami, Y., Uno T, Fukagawa, T., Shibahara, K., Nakayama, T.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 18 ページ: 129-141
  • NAID: 120007121873
• [雑誌論文] Cleavage and cytoplasmic relocalization of histone deacetylase 3 are important for apoptosis progression. (2007)
  • 著者名/発表者名: Escaffit, F., Vaute, O., Chevillard-Briet, M., Segui B., Takami, Y., Nakayama, T., Trouche, D.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 27 ページ: 554-567
• [雑誌論文] Collaborative roles of gammaH2AX and the Rad51 paralog Xrcc3 in homologous recombinational repair. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sonoda, E., Zhao, G.Y., Kohzaki, M., Dhar, P.K., Kikuchi, K., Redon, C., Pilch, D.R., Bonner, W.M., Nakano, A., Watanabe, M., Nakayama, T., Takeda, S., Takami, Y.
  • 雑誌名: DNA Repair 6 ページ: 280-292
• [雑誌論文] Asfl is required for viability and chromatin assembly during DNA replication in vertebrate cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sanematsu, F., Takami, Y., Barman, H.K., Fukagawa, T., Ono, T., Shibahara, K., Nakayama, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 13817-13827
• [雑誌論文] Histone acetyltransferase 1 is dispensable for replication-coupled chromatin assembly but contributes to recover DNA damages created following replication blockage in vertebrate cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Barman H.K., Takami, Y., Ono, T., Nishijima, H., Sanematsu, F., Shibahara, K., Nakayama, T.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 345 ページ: 1547-1557
• [学会発表] DT40細胞を用いたASF1の機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高見恭成、中山建男
  • 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: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-12