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三次元ゲノム構造解析による核内セントロメア構造分子基盤とその役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06611
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43050:ゲノム生物学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

西村 浩平  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (80582709)

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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードオーキシン / AID法 / セントロメア / DT40 / ネオセントロメア / セントロメアタンパク質 / ssAID法 / セントロメア因子 / 核内構造 / ノックダウン / ニワトリDT40 / Hi-C / 4C-seq
研究開始時の研究の概要

脊椎動物の間期の核内におけるセントロメアに特異的な三次元ゲノム配置の分子基盤とその役割の解明である。手法としては、上記の成果をベースとして、申請者らが以前独自に開発したタンパク質除去技術オーキシンデグロン法(AID法)に高精度ゲノム三次元構造解析手法(4C法とHi-C法)を組み合わせることにより、間期核のセントロメア三次元ゲノム配置形成に関する因子群を同定する。次いで、間期のセントロメア特異的ゲノム配置が、細胞分裂期のセントロメアの機能とどのように関わるかという点を明らかにする。

研究成果の概要

申請者らは、ニワトリDT40細胞を用いて、反復配列のないセントロメアを利用し、間期核のセントロメアに特異的に相互作用するゲノム領域を検出することに成功した。この成功が本研究課題の端緒となっている。本研究の目的は、脊椎動物の間期の核内におけるセントロメアに特異的な三次元ゲノム配置の分子基盤とその役割の解明である。手法としては、上記の成果をベースとして、申請者らが独自に開発したタンパク質除去技術オーキシンデグロン法(AID法)に高精度ゲノム三次元構造解析手法(4C法とHi-C法)を組み合わせることにより、間期核内においてセントロメアが結合ロックの境界線として機能していることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、技術的な問題により、これまで解明できなかった間期核内におけるセントロメアの構造配置について、その特徴の一端を解明することができた。この成果は、ニワトリDT40細胞を用いたネオセントロメア保有株、自身が開発したAID法による標的タンパク質分解、そして、ゲノム間相互作用解析Hi-Cの3つの手法を組み合わせて達成された。今回発見された、セントロメアを境界とするゲノム構造が、どのようなメカニズムによって形成されているかは未だ不明だが、これまで注目されてこなかった間期細胞核内におけるセントロメアの機能解明に向けて、貢献する研究であると考える。

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

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] AID法と4C解析法を組み合わせた核内セントロメア構造の解析2022

    • 著者名/発表者名
      西村浩平
    • 雑誌名

      月刊細胞

      巻: 11 ページ: 55-58

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 植物ホルモン・オーキシンによるタンパク質分解系(AID法)を利用した核内セントロメア構造の解析2022

    • 著者名/発表者名
      西村浩平
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 6 ページ: 77-81

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Transfected plasmid DNA is incorporated into the nucleus via nuclear envelope reformation at telophase2022

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Tokuko、Koujin Takako、Shindo Tomoko、Sukriye Bilir、Osakada Hiroko、Nishimura Kohei、Hirano Yasuhiro、Asakawa Haruhiko、Mori Chie、Kobayashi Shouhei、Okada Yasushi、Chikashige Yuji、Fukagawa Tatsuo、Shibata Shinsuke、Hiraoka Yasushi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 号: 1 ページ: 78-88

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03021-8

    • 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] A Simple Method that Combines CRISPR and AID to Quickly Generate Conditional Knockouts for Essential Genes in Various Vertebrate Cell Lines2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Kohei、Fukagawa Tatsuo
    • 雑誌名

      Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)

      巻: 2377 ページ: 109-122

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1720-5_6

    • ISBN
      9781071617199, 9781071617205
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Simple Method to Generate Super-sensitive AID (ssAID)-based Conditional Knockouts using CRISPR-based Gene Knockout in Various Vertebrate Cell Lines2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Kohei、Fukagawa Tatsuo
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 11 号: 14

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.4092

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CUL2LRR1 , TRAIP and p97 control CMG helicase disassembly in the mammalian cell cycle.2021

    • 著者名/発表者名
      Fabrizio Villa , Ryo Fujisawa , Johanna Ainsworth , Kohei Nishimura , Michael Lie-A-Ling , Georges Lacaud , Karim Pm Labib
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 5 号: 3

    • DOI

      10.15252/embr.202052164

    • 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] A super-sensitive auxin-inducible degron system with an engineered auxin-TIR1 pair.2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nishimura , Ryotaro Yamada , Shinya Hagihara , Rie Iwasaki , Naoyuki Uchida , Takumi Kamura , Koji Takahashi , Keiko U Torii , Tatsuo Fukagawa
    • 雑誌名

      Nucleic acids research

      巻: 48 号: 18 ページ: e108-e108

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa748

    • 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] Essentiality of CENP-A Depends on Its Binding Mode to HJURP.2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Hori , JingHui Cao , Kohei Nishimura , Mariko Ariyoshi , Yasuhiro Arimura , Hitoshi Kurumizaka , Tatsuo Fukagawa
    • 雑誌名

      Cell reports

      巻: 33 号: 7 ページ: 108388-108388

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.108388

    • 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] A super sensitive auxin-inducible degron system with an engineered auxin-TIR1 pair2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nishimura, Ryotaro Yamada, Shinya Hagihara, Rie Iwasaki, Naoyuki Uchida, Takumi Kamura, Koji Takahashi, Keiko U. Torii, Tatsuo Fukagawa
    • 雑誌名

      BioRxiv

      巻: 0 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1101/2020.01.20.912113

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 改良型オーキシンと受容体を用いた高感度タンパク質分解法2021

    • 著者名/発表者名
      西村浩平
    • 学会等名
      日本遺伝学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Kohei Nishimura2021

    • 著者名/発表者名
      A super-sensitive Auxin Inducible Degron (ssAID) system for conditional knockdown in various vertebrate cell lines
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] A super-sensitive Auxin-Inducible Degron (ssAID) system for conditional knockdown in various vertebrate cell lines2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nishimura
    • 学会等名
      2nd Webinar on Nucleic Acid and CRISPR
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Auxin Inducible Degron (AID) 株を利用したオーキシン分子のスクリーニング2021

    • 著者名/発表者名
      福原佳乃、中島優希、角房直哉、佐藤綾人、打田直行、小原圭介、嘉村巧、西村 浩平
    • 学会等名
      第62回日本植物整理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A super-sensitive Auxin-Inducible Degron system for conditional knockdown in various vertebrate cell lines2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nishimura , Ryotaro Yamada , Shinya Hagihara , Rie Iwasaki , Naoyuki Uchida , Takumi Kamura , Koji Takahashi , Keiko U Torii , Tatsuo Fukagawa
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 脊椎動物細胞におけるセントロメアの3次元構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      西村浩平, 堀哲也, 豊田敦, 古宮正隆, 伊藤武彦, 深川竜郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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