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ヒトSMC5/6複合体の網羅的アンバイアス解析:オーキシンデグロン法を中心に

研究課題

研究課題/領域番号 19K06495
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43010:分子生物学関連
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所 (2021-2022)
国立遺伝学研究所 (2019-2020)

研究代表者

夏目 豊彰  公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医学研究センター, 主席研究員 (10435513)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードSMC5/6 / オーキシンデグロン法 / 染色体分配 / 核内ボディ / 転写 / DNA超らせん構造 / ヘテロクロマチン / セントロメア / リボソームDNA / DNAの絡まり / 染色体 / ヒト細胞
研究開始時の研究の概要

Structural Maintenance of Chromosomes (SMC) 複合体は、遺伝情報の担い手である染色体の制御において中心的な役割を果たし、その異常は癌や様々な遺伝的疾患とリンクしている。ヒトに3つ存在するSMC複合体の1つ、SMC5/6複合体は、これまでの精力的な解析にも関わらず、他の複合体と比べてその役割や分子機構に関する理解が大きく遅れている。本研究では、様々な最先端の解析手法を駆使し、網羅的で先入観のないアンバイアス解析を実施し、SMC5/6複合体の理解を深める。また、SMC5/6に関連するB型肝炎等の疾患の分子機構の解明にも繋げる。

研究成果の概要

SMC5/6複合体は、染色体ダイナミクスにおいて重要な役割を果たすが、その機能についてはよく分かっていなかった。本研究では、目的タンパク質を迅速に分解できるオーキシンデグロン法を駆使し、ヒトSMC5/6複合体の本質的な機能に迫った。その結果、SMC5/6はDNA複製期に生じるDNA間の絡まりを抑制し、染色体のインテグリティを保っていることを明確に示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで謎に包まれていた染色体安定性に必須な因子SMC5/6が、染色体DNAの絡まりを抑制していることをヒト細胞を用いて明確に示した。今後、SMC5/6の異常が引き起こす染色体不安定性疾患の原因解明につながることが期待される。また、SMC5/6は自己炎症性疾患やウイルス感染防御との関連も近年示唆されているが、本研究で開発した研究ツールは、今後これらの課題に取り組む際に大変有用になると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Pathogenic variants in SLF2 and SMC5 cause segmented chromosomes and mosaic variegated hyperploidy2022

    • 著者名/発表者名
      Grange Laura J.、... Natsume Toyoaki、... Stewart Grant S.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 6664-6664

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34349-8

    • 関連する報告書
      2022 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] Topoisomerase 1 activity during mitotic transcription favors the transition from mitosis to G12021

    • 著者名/発表者名
      Wiegard Anika、Kuzin Vladislav、Cameron Donald P.、Grosser Jan、Ceribelli Michele、Mehmood Rashid、Ballarino Roberto、Valant Francesco、Grochowski Rados?aw、Karabogdan Ivana、Crosetto Nicola、Lindqvist Arne、Bizard Anna Helene、Kouzine Fedor、Natsume Toyoaki、Baranello Laura
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 81 号: 24 ページ: 5007-5024.e9

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2021.10.015

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inducible Degradation of the Human SMC5/6 Complex Reveals an Essential Role Only during Interphase2020

    • 著者名/発表者名
      Venegas Andres Bueno、Natsume Toyoaki、Kanemaki Masato、Hickson Ian D.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 31 号: 3 ページ: 107533-107533

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.107533

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation of conditional auxin-inducible degron (AID) cells and tight control of degron-fused proteins using the degradation inhibitor auxinole2019

    • 著者名/発表者名
      Yesbolatova A, Natsume T, Hayashi K, Kanemaki MT
    • 雑誌名

      Methods

      巻: 印刷中 ページ: 73-80

    • DOI

      10.1016/j.ymeth.2019.04.010

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒトSMC5/6と染色体トランスアクションにおけるDNAトポロジカルストレス:DNAの絡まりと超らせん構造2019

    • 著者名/発表者名
      夏目 豊彰
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 第三のSMC複合体、SMC5/6の染色体トランスアクションにおける役割~DNAトポロジカルストレスの観点から2019

    • 著者名/発表者名
      夏目 豊彰
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Human SMC5/6 and DNA topological stress during chromosome transactions2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoaki Natsume
    • 学会等名
      EMBO Workshop: DNA topology and topoisomerases in genome dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidating a fundamental role of human SMC5/6 in chromosome transactions: from the viewpoint of DNA topological stress2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoaki Natsume
    • 学会等名
      EMBO Workshop: Organization of bacterial and eukaryotic genomes by SMC complexes
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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