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ヒストンH3K9メチル化修飾による転写抑制の包括的理解

研究課題

研究課題/領域番号 18H03991
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

眞貝 洋一  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (20211972)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円)
2021年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2020年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2019年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2018年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
キーワードepigenetics / エピジェネティクス / 転写抑制 / ヒストンメチル化 / DNAメチル化 / CRISPR/CAS9
研究成果の概要

私たちの体を作り上げている様々な組織・器官は異なる性質の細胞からなり、この異なる細胞の性質は異なるセットの遺伝子が発現することで決まる。異なる性質の細胞でどの遺伝子のスイッチをオン・オフするかは、ゲノム情報と後天的なエピゲノム情報により調節されている。オフ状態のエピゲノム情報として、ヒストンH3の9番目のリシンのメチル化がある。今回の研究では、H3K9メチル化の下流でどのような因子がオフ状態の調節に寄与しているのかを、網羅的に調べた。その結果、従来知られていた因子だけでなく、複数の新規の因子を同定した。さらに研究を進め、将来、任意に遺伝子のオン・オフを操る手法の開発につなげたい。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝子のスイッチオン・オフのパターンが細胞種ごとに違うことで、異なる性質を持つ細胞を作ることが出来る。スイッチオフでは遺伝子が発現しないような仕組みが様々に働いている。その中心をなす機構として、ヒストンという蛋白質に施される様々な化学修飾による制御がある。ヒストンH3の9番目のリシン(H3K9)のメチル化は、スイッチオフに寄与する。今回の研究では、H3K9メチル化の下流でどのような因子がスイッチオフに作用するか、その機構の一端を明らかにした。様々な疾患では、スイッチのオン・オフ制御が不全になっている。今回の研究は、疾患をスイッチ制御の観点から理解することに貢献する研究である。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   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
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 4件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 16件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 3件、 招待講演 9件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Radboud University Medical Center(オランダ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Mammalian HEMK1 methylates glutamine residue of the GGQ motif of mitochondrial release factors2022

    • 著者名/発表者名
      Fang Qi、Kimura Yusuke、Shimazu Tadahiro、Suzuki Takehiro、Yamada Ayumi、Dohmae Naoshi、Iwasaki Shintaro、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 4104-4104

    • DOI

      10.1038/s41598-022-08061-y

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential role of KRAB-ZFP binding and transcriptional states on DNA methylation of retroelements in human male germ cells2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kei、Makino Yoshinori、Kaneko Satoru、Shimura Chikako、Okada Yuki、Ichiyanagi Kenji、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 11

    • DOI

      10.7554/elife.76822

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of mammalian 3D genome organization and histone H3K9 dimethylation by H3K9 methyltransferases2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kei、Shimura Chikako、Miura Hisashi、Tanigawa Akie、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Hiratani Ichiro、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 号: 1 ページ: 571-571

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02089-y

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      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A cost efficient protocol to introduce epitope tags by CRISPR-Cas9 mediated gene knock-in with asymmetric semi-double stranded template2021

    • 著者名/発表者名
      Fang Qi、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      MethodsX

      巻: 8 ページ: 101365-101365

    • DOI

      10.1016/j.mex.2021.101365

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Derepression of inflammation-related genes link to microglia activation and neural maturation defect in a mouse model of Kleefstra syndrome2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Ayumi、Hirasawa Takae、Nishimura Kayako、Shimura Chikako、Kogo Naomi、Fukuda Kei、Kato Madoka、Yokomori Masaki、Hayashi Tetsutaro、Umeda Mana、Yoshimura Mika、Iwakura Yoichiro、Nikaido Itoshi、Itohara Shigeyoshi、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 7 ページ: 102741-102741

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102741

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DMRT1-mediated reprogramming drives development of cancer resembling human germ cell tumors with features of totipotency2021

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Jumpei、Shibata Hirofumi、Kabata Mio、Kato Masaki、Fukuda Kei、Tanaka Akito、Ohta Sho、Ukai Tomoyo、Mitsunaga Kanae、Yamada Yosuke、Nagaoka So I、Yamazawa Sho、Ohnishi Kotaro、Woltjen Knut、Ushiku Tetsuo、Ozawa Manabu、Saitou Mitinori、Shinkai Yoichi、Yamamoto Takuya、Yamada Yasuhiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 5041-5041

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25249-4

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      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A loss-of-function variant in SUV39H2 identified in autism-spectrum disorder causes altered H3K9 trimethylation and dysregulation of protocadherin β-cluster genes in the developing brain2021

    • 著者名/発表者名
      Balan Shabeesh、-25名-, Shinkai Yoichi、Yoshikawa Takeo
    • 雑誌名

      Molecular Psychiatry

      巻: 26 号: 12 ページ: 7550-7559

    • DOI

      10.1038/s41380-021-01199-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Propargylic Se-adenosyl-l-selenomethionine: A Chemical Tool for Methylome Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Sohtome Yoshihiro、Shimazu Tadahiro、Shinkai Yoichi、Sodeoka Mikiko
    • 雑誌名

      Accounts of Chemical Research

      巻: 54 号: 20 ページ: 3818-3827

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.1c00395

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SETDB1-Mediated Silencing of Retroelements2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kei、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      Viruses

      巻: 12 号: 6 ページ: 596-596

    • DOI

      10.3390/v12060596

    • 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 fibronectin type-III (FNIII) domain of ATF7IP contributes to efficient transcriptional silencing mediated by the SETDB1 complex2020

    • 著者名/発表者名
      Tsusaka Takeshi、Fukuda Kei、Shimura Chikako、Kato Masaki、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      Epigenetics & Chromatin

      巻: 13 号: 1 ページ: 52-52

    • DOI

      10.1186/s13072-020-00374-4

    • 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] ATF7IP regulates SETDB1 nuclear localization and increases its ubiquitination2019

    • 著者名/発表者名
      Tsusaka T. Shimura C. *Shinkai Y.
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 20 号: 12

    • DOI

      10.15252/embr.201948297

    • 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] Structure of the UHRF1 Tandem Tudor Domain Bound to a Methylated Non-histone Protein, LIG1, Reveals Rules for Binding and Regulation2019

    • 著者名/発表者名
      Kori, S. Ferry, L. Matano, S. Jimenji, T. Kodera, N. Tsusaka, T. Matsumura, R. Oda, T. Sato, M. Dohmae, N. Ando, T. Shinkai, Y. Defossez, P. A. Arita, K.
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 27 号: 3 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1016/j.str.2018.11.012

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Histone H3K9 Methyltransferase G9a in Oocytes Is Essential for Preimplantation Development but Dispensable for CG Methylation Protection.2019

    • 著者名/発表者名
      Yeung WKA, Brind’Amour J, Hatano Y, Yamagata K, Feil R, Matthew C. Lorincz MC, Tachibana M, Shinkai Y, Sasaki H*.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 27 号: 1 ページ: 282-293

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.03.002

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] A CRISPR knockout screen Identifies SETDB1-target retroelement silencing factors in embryonic stem cells2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kei、Okuda Akihiko、Yusa Kosuke、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      Genome Research

      巻: 28 号: 6 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1101/gr.227280.117

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Tri-methylation of ATF7IP by G9a/GLP recruits the chromodomain protein MPP8.2018

    • 著者名/発表者名
      Tsusaka T, Kikuchi M, Shimazu T, Suzuki T, Sohtome Y, Akakabe M, Sodeoka M, Dohmae N, Takashi Umehara T, Shinkai Y*.
    • 雑誌名

      Epigenetics and chromatin.

      巻: 11 号: 1 ページ: 56-56

    • DOI

      10.1186/s13072-018-0231-z

    • 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] G9a-dependent histone methylation can be induced in G1 phase of cell cycle.2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuda M, Sakaue-Sawano A, Shimura C, Tachibana M, Miyawaki A, Shinkai Y.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 9 号: 1 ページ: 956-956

    • DOI

      10.1038/s41598-018-37507-5

    • 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
  • [学会発表] H3K9 and H3K27 methylation pathways exclusively and coordinately regulate heterochromatin organization2022

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Shinkai
    • 学会等名
      The 30th Hot Spring Harbor International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coordinate regulation of heterochromatin organization by H3K9 and H3K27 methylation pathways2022

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Shinkai
    • 学会等名
      2022 International Symposium of the Epigenome Dynamics Control Research Center
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Discovery of novel protein histidine pi-methyltransferase2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Shinkai
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 反復配列に引き起こされる哺乳類異所的 高次クロマチン形成系の構築と解析2021

    • 著者名/発表者名
      白井温子、眞貝洋一
    • 学会等名
      トランスポゾン研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reversibility of neurological phenotypes in Kleefstra syndrome model mouse by post-natal GLP supply2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada A. Hirasawa T. Nishimura K. Shimura C. Kogo N. Fukuda K. Kato M. Yokomori M. Hayashi T. Umeda M. Yoshimura M. Iwakura Y. Nikaido I. Itohara S. Shinkai Y
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第66回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] METTL18-mediated histidine methylation on ribosome protein modulates tyrosine translation for proteostasis maintenance2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura-Suzuki E. Shimazu T. Takahashi M. Dohmae N. Ito T. Shinkai Y. Iwasaki S
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抑制性クロマチン修飾による核内高次クロマチン構造制御2021

    • 著者名/発表者名
      福田渓、志見剛、志村知古、木村宏、眞貝洋一
    • 学会等名
      第39回 染色体ワークショップ・第19回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] METTL18-mediated histidine methylation on ribosome protein modulates tyrosine translation for proteostasis maintenance2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura-Suzuki E. Shimazu T. Takahashi M. Dohmae N. Ito T. Shinkai Y. Iwasaki S
    • 学会等名
      RNA2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 自発運動によるクリーフストラ症候群脳神経症状の改善効果2021

    • 著者名/発表者名
      山田亜夕美、西村佳也子、眞貝洋一
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マウス細胞における異所的へテロクロマチン形成系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      宮野可菜, 白井温子, 眞貝洋一, 大関淳一郎, 舛本寛, 中山学, 阿部訓也, 鈴木伸之介
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 反復配列に引き起こされる哺乳類異所的高次クロマチン形成系の構築と解析2021

    • 著者名/発表者名
      白井温子、大関淳一、舛本寛、中山学、眞貝洋一
    • 学会等名
      第38回染色体WS・第19回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Between H3K9 and DNA methylations-the crosstalk in two main gene silencing pathways2021

    • 著者名/発表者名
      Fang Qi
    • 学会等名
      第14回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] H3K9メチル化を介した遺伝子発現抑制機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      清水泰希、沖昌也、眞貝洋一
    • 学会等名
      第14回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 反復配列に引き起こされる哺乳類異所的高次クロマチン形成系の構築と解析2021

    • 著者名/発表者名
      白井温子、大関淳一、舛本寛、中山学、眞貝洋一
    • 学会等名
      第14回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Compartment-dependent regulation of heterochromatin formation in mouse embryonic stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      福田渓、三浦尚、谷川明恵、平谷伊智朗、眞貝洋一
    • 学会等名
      第14回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] エピゲノムによる転写抑制機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      眞貝洋一
    • 学会等名
      第37回染色体ワークショップ・第18回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] エピゲノム操作による生命機能への介入の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      眞貝洋一
    • 学会等名
      第112回日本繁殖生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 反復配列に引き起こされる哺乳類異所的高次クロマチン形成2019

    • 著者名/発表者名
      白井温子、大関淳一郎、舛本寛、中山学、眞貝洋一
    • 学会等名
      第13回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Setdb1-Atf7ip 複合体による転写抑制機構2019

    • 著者名/発表者名
      眞貝洋一
    • 学会等名
      研究会「染色体研究の最前線2019」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] H3K9メチル化酵素によるレトロウイルス転写抑制の分子機構2018

    • 著者名/発表者名
      眞貝洋一
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エピゲノムの確立・維持と可変・可塑性のダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      眞貝洋一
    • 学会等名
      日本生化学会北陸支部第36回大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 内在性レトロウイルスの活性化機構と自然免疫反応2018

    • 著者名/発表者名
      竹本 経緯子、加藤 雅紀、眞貝 洋一
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Kleefstra症候群の後天的エピゲノム改変による治療可能性の探求と発症機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      山田亜夕美、西村佳也子、志村知古、平澤孝枝、眞貝洋一
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] G9aは細胞周期のどのタイミングでヒストンH3K9をメチル化できるのか?2018

    • 著者名/発表者名
      福田 幹子、阪上-沢野 朝子、宮脇 敦史、志村 知古、立花 誠、眞貝 洋一
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Kleefstra症候群モデルマウスの自閉症様表現型は後天的エピゲノム改変により回復できるか-そのタイミングと効果-2018

    • 著者名/発表者名
      横森 将輝、加藤 まどか、山田 亜夕美、西村 佳也子、眞貝 洋一、平澤 孝枝
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] エピゲノム異常に起因する脳機能不全の治療の可能性-クリーフストラ症候群の治療法開発に前進-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2021/20210706_2/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] ヒストンメチル化による自閉症の新しいメカニズムを発見-自閉スペクトラム症の治療薬開発に役立つ可能性-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2021/20210715_2/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] A genetic brain disease reversed after birth

    • URL

      https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/pr/2021/20210706_2/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 精子のエピゲノムは人それぞれ-生殖細胞におけるレトロエレメントの不完全制御-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2022/20220413_2/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Research News

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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