ヘテロクロマチン構造の確立と維持を制御する分子機構

• 研究課題/領域番号: 19687001
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 中山 潤一 独立行政法人理化学研究所, クロマチン動態研究チーム, チームリーダー (60373338)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円); 2010年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2009年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2008年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2007年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 遺伝子 / 発現制御 / ヘテロクロマチン / RNA干渉 / 分裂酵母 / 遺伝子発現制御 / サイレンシング / RNAi

研究概要

本研究では、真核生物の染色体機能やエピジェネティックな遺伝子発現制御に重要なヘテロクロマチンが、どのように確立・維持されるのか、そのメカニズムの解明を目指した。クロマチン研究の優れたモデルである分裂酵母を用いた遺伝学的なスクリーニングによって、ヘテロクロマチン形成に必要な新規RNAi関連因子の単離に成功した。また変異体を用いた遺伝学的解析から、この新規因子がどのようにヘテロクロマチン形成を制御しているのか、その分子メカニズムの詳細が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Roles of fission yeast Grc3 protein in ribosomal RNA processing and heterochromatic gene silencing. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitano, E., Hayashi, A., Kanai, D., Shinmyozu, K., Nakayama, J.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 286 ページ: 15391-15402
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-terminal phosphorylation of HP1α promotes its chromatin binding. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiragami-Hamada, K., Shinmyozu, K., Hamada, D., Tatsu, Y., Uegaki, S., Fujiwara, S., Nakayama, J.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 31 ページ: 1186-1200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological roles of Class I HDAC complex and Histone demethylase. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, T., Nakayama, J.
  • 雑誌名: J.Biomed.Biotech. 2011 ページ: 129383-129383
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-terminal phosphorylation of HP1α promotes its chromatin binding. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hiragami-Hamada
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological Roles of Class I HDAC Complex and Histone Demethylase. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Hayakawa
  • 雑誌名: Journal of Biomedicine and Biotechnology ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methylation of ribosomal protein L42 regulates ribosomal function and stress-adapted cell growth. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shirai, A., Sadaie, M., Shinmyozu, K., Nakayama, J.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 285 ページ: 22448-22460
  • 査読あり
• [雑誌論文] R.MRG15 directly binds to PALB2 and stimulates homology-directed repair of chromosomal breaks. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, T., Zhang, F., Hayakawa, N., Ohtani, Y., Shinmyozu, K., Nakayama, J., Andressen, P.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 123 ページ: 1124-1130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methylation of ribosomal protein L42 regulates ribosomal function and stress-adapted cell growth. (2010)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Shirai
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 285 ページ: 22448-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] MRG15 directly binds to PALB2 and stimulates homology-directed repair of chromosomal breaks (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Hayakawa
  • 雑誌名: Journal of Cell Science (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstitution of Arabidopsis thaliana SUMO pathways in E.coli : functional evaluation of SUMO machinery proteins and mapping of SUMOylation sites by mass spectrometry. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okada, S., Nagabuchi, M., Takamura, Y., Nakagawa, T., Shinmyozu, K., Nakayama, J., Tanaka, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 50 ページ: 1049-1061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of Swi6/HP1 regulates transcriptional gene silencing at heterochromatin. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimada, A., Dohke, K., Sadaie, M., Shinmyozu, K., Nakayama, J., Urano, T., Murakami, Y.
  • 雑誌名: Genes Dev. 23 ページ: 18-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] The heterochromatin protein Swi6/HP1 activates replication origins at pericentromeres and silent mating-type locus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, M.T., Takahashi, T.S., Nakagawa, T., Nakayama, J., Masukata, H.
  • 雑誌名: Nat.Cell Biol. 11 ページ: 357-362
  • 査読あり
• [雑誌論文] The heterochromatin protein Swi6/HP1 activates replication origins at pericentromeres and silent mating-type locus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, M.T., Takahashi, T.S., Nakagawa, T., Nakayama, J., Masukata, H.
  • 雑誌名: Nat. Cell Biol. 11 ページ: 357-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Property of cold inducible DEAD-box RNA helicase in hyperthermophilic archaea (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Shimada
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 389 ページ: 622-627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient in vitro synthesis of cis-polyisoprenes using a thermostable cis-prenyltransferase from a hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakaraensis (2009)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Yamada
  • 雑誌名: Journal of Biotechnology 143 ページ: 151-156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstitution of Arabidopsis thaliana SUMO Pathways in E. coli : Functional Evaluation of SUMO Machinery Proteins and Mapping of SUM Oylation Sites by Mass Spectrometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Okada
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 50 ページ: 1049-1061
  • 査読あり
• [雑誌論文] The heterochromatin protein Swi6/HP1 activates replication origins at the pericentromeric region and silent mating-type locus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Makoto T. Hayashi
  • 雑誌名: Nature Cell Biology. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of Swi6/HP1 regulates transcriptional gene silencing at heterochromatin. (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Shimada
  • 雑誌名: Genes & Developmant 23 ページ: 18-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Balance between distinct HP1 family proteins controls heterochromatin assembly in fission yeast. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sadaie, M., Kawaguchi, R., Ohtani, Y., Arisaka, F., Tanaka, K., Shirahige, K., Nakayama, J.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 28 ページ: 6973-6988
  • 査読あり
• [雑誌論文] siRNA-mediated heterochromatin establishment requires HP1 and is associated with antisense transcription. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iida, T., Nakayama, J., Moazed, D.
  • 雑誌名: Mol.Cell 31 ページ: 178-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] A conserved SET-domain methyl transferase, Set11, modifies ribosomal protein Rpl12 in fission yeast. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sadaie, M., Shinmyozu, K., Nakayama, J.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 283 ページ: 7185-7195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression and distribution of Swi6 in partial aneuploids of the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. (2008)
  • 著者名/発表者名: Chikashige, Y., Nakayama, J., Hiraoka, Y.
  • 雑誌名: Cell Struct.Funct. 32 ページ: 149-161
  • NAID: 130004137526
  • 査読あり
• [雑誌論文] Balance between distinct HP1 family proteins controls heterochromatin assembly in fission yeast. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sadaie, M., Kawaguchi, R., Ohtani, Y., Arisaka, F., Tanaka, K., Shirahige, K., Nakayama, J.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 28 ページ: 6973-88
  • 査読あり
• [雑誌論文] siRNA-mediated heterochromatin establishment requires HP1 and is associated with antisense transcription. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iida, T., Nakayama, J., Moazed, D.
  • 雑誌名: Mol. Cell 31 ページ: 178-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression and distribution of Swi6 in partial aneuploids of the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. (2008)
  • 著者名/発表者名: Chikashige, Y., Nakayama, J. (8人中5番目), Hiraoka, Y.
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct. 32 ページ: 149-161
  • NAID: 130004137526
  • 査読あり
• [雑誌論文] Balance between distinct HP1 family proteins controls heterochromatin assembly in fission yeast. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mahioto Sadaie
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 28 ページ: 6973-6988
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fusion of OTT to BSAC results in aberrant up-regulation of transcriptional activity. (2008)
  • 著者名/発表者名: Taisuke Sawada
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 283 ページ: 26820-26828
  • 査読あり
• [雑誌論文] siRNA-mediated heterochromatin establishment requires HP1 and is associated with antisense transcription. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsushi Iida
  • 雑誌名: Molecular Cell 31 ページ: 178-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] A conserved SET domain methyltransferase, Setll, modifies ribosomal protein Rpl12 in fission yeast. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mahito Sadaie
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 283(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression and distribution of Swi6 in partial aneuploids of the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuji Chikashige
  • 雑誌名: Cell Structure and Function (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient synthesis of trans-polyisoprene compounds using two therm ostable enzymes in an organic-aqueous dual-liquid phase system. (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinsuke Fujiwara
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 365 ページ: 117-123
  • 査読あり
• [雑誌論文] RBP2 is an MRG15 complex component and downregulates intragenic histone H3 lysine 4 methylation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Hayakawa
  • 雑誌名: Genes to Cells 12 ページ: 811-826
  • 査読あり
• [学会発表] 高次クロマチン構造形成におけるクロモドメインタンパク質の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会,第83回日本生化学会合同年会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] 高次クロマチン構造形成におけるクロモドメインタンパク質の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] ヒストンのメチル化修飾とエピジェネティクス制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 21^<st>フォーラム・イン・ドージン
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-11-26
• [学会発表] ヒストンのメチル化修飾とエピジェネティクス制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「ゲノム機能の記憶の成立とその制御」
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-11-20
• [学会発表] Roles of Chromodomain Proteins in Heterochromatin Assembly (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 構造エピゲノム研究会 第2回ワークショップ
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Chromodomain Proteins and RNAi-mediated Heterochromatin Assembly (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Nakayama
  • 学会等名: JSPS presents Sweden-Japan Joint Colloquium on "Epigenetics～New Horizon in Japan & Scandinavia～"
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] Chromodomain proteins and RNAi-mediated heterochromatin assembly (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Nakayama
  • 学会等名: The 19th CDB Meeting on "RNA Science in Cell and Developmental Biology"
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-05-10
• [学会発表] ヒストンメチル化修飾の認識と高次クロマチン構造形成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 構造エピゲノム研究会発足記念シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-04-30
• [学会発表] Chromodomain proteins and RNAi-mediated heterochromatin assembly (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] Chromodomain Protein and RNAi-mediated Heterochromatin Assembly (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県 横浜市
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] Distinct roles of chromodomain proteins in the formation of higher-order chromatin structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: The 5th International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] Distinct Roles of Chromodomain Proteins in the Formation of Higher-Order Chromatin Structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: The Fifth International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: 東京都 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] 分裂酵母のSETドメインタンパク質はリボソームタンパク質のメチル化修飾してリボソーム機能を制御する (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第11回RNAミーティング
  • 発表場所: 新潟県 新潟市
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] 哺乳類HP1のリン酸化修飾の同定とその機能の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山 潤一
  • 学会等名: 第26回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2009-01-27
• [学会発表] 高次クロマチン構造形成におけるクロモドメインタンパク質の役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山 潤一
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研セミナー「クロマチン-構造とダイナミクス-」
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2008-10-30
• [学会発表] 分裂酵母SETドメインタンパク質の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山 潤一
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第41回研究報告会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] Distinct roles of chromodomain proteins in the formation of higher-order chromatin structure (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第21回内藤カンファレンス
  • 発表場所: 北杜
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] Distinct roles of chromodomain proteins in the formation of higher-order chromatin structure (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山 潤一
  • 学会等名: The 21th NAITO Conference
  • 発表場所: 北杜
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] Balance between distinct HP1 proteins controls heterochromatin assembly in fission yeast. (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山 潤一
  • 学会等名: International Symposium on Chromosome Dynamics in Ise, 2008
  • 発表場所: 志摩
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] 高次クロマチン構造形成とRNA代謝ネットワーク (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第2回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 三島市
  • 年月日: 2008-05-10
• [学会発表] 高次クロマチン構造形成とRNA代謝ネットワーク (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山 潤一
  • 学会等名: 第2回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2008-05-10
• [学会発表] 分裂酵母ヘテロクロマチン構造形成には2つのHP1タンパク質の別個の機能が必要である (2007)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会,第80回日本生化学会合同年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2007-12-12
• [学会発表] 分裂酵母ヘテロクロマチン構造形成には2つのHP1タンパク質の別個の機能が必要である (2007)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会合同年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2007-12-12
• [学会発表] 分裂酵母ヘテロクロマチン構造形成には2つのHP1タンパク質の別個の機能が必要である (2007)
  • 著者名/発表者名: 中山 潤一
  • 学会等名: 第30回 日本分子生物学会 第80回 日本生化学会 合同年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-12
• [学会発表] Analyzing the function of SET domain containing proteins in fission yeast. (2007)
  • 著者名/発表者名: 中山 潤一
  • 学会等名: 4th International fission yeast meeting
  • 発表場所: 4th International fission yeast meeting
  • 年月日: 2007-06-12
• [図書] 細胞工学2011年7月号(「高次クロマチン構造とノンコーディングRNA」) (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 出版者: 学研メディカル秀潤社(印刷中)
• [図書] エピジェネティクス(堀越正美 監訳)(「3章 概観と概念(Overview and Concept)」) (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 出版者: 培風館
• [図書] エピジェネティクス-3章 概観と概念- (2010)
  • 著者名/発表者名: 堀越正美
  • 出版者: 培風館
• [図書] 蛋白質核酸酵素増刊「染色体サイクル」(正井久雄、升方久夫、釣本敏樹、仁木宏典、篠原彰編),54巻(染色体サイクルのクロマチン制御:概論) (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 蛋白質核酸酵素2008年6月号,53巻(「高次クロマチンの形成機構とエピジェネティック制御」) (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 出版者: 共立出版
• [図書] RNA実験ノート(稲田利文・塩見春彦編)(「小分子RNAとクロマチン動態」無敵のバイオテクニカルシリーズ) (2008)
  • 著者名/発表者名: 石田真由美・中山潤一
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 蛋白質核酸酵素2007年6月号,52巻(「ヒストンのメチル化修飾と高次クロマチン構造の形成機構」) (2007)
  • 著者名/発表者名: 定家真人・中山潤一
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 実験医学増刊「染色体サイクル」(正井久雄・渡辺良典編),25巻(RNAiによるヘテロクロマチン制御機構) (2007)
  • 著者名/発表者名: 飯田哲史・中山潤一
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://www.riken.go.jp/r-world/research/lab/cdb/chromatin/index.html