ゲノム分配を司るセントロメア機能

• 研究課題/領域番号: 20247001
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 深川 竜郎 国立遺伝学研究所, 教授 (60321600)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 48,100千円 (直接経費: 37,000千円、間接経費: 11,100千円); 2011年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円); 2010年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円); 2009年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円); 2008年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: セントロメア / DT40細胞 / 染色体分配 / キネトコア / RNAiマシーナリー / CENPs / プロテオミクス / 細胞分裂

研究概要

生物の生命維持には、ゲノム情報が安定に保持・増殖されなければならない。ゲノム複製・分配のような基本的な生体反応に狂いが生じると染色体の異数化、がん化など細胞に対する悪影響が生じる。したがって、ゲノム複製や分配の正確な分子機構を解明することは、遺伝学における本質的な課題の一つである。本研究では、ゲノム分配を司るセントロメアに焦点を当て、本年度は以下の2課題についての研究を行い、成果を挙げた
1)セントロメアのクロマチンを構成する因子の同定および機能解析
21年度までの研究で、セントロメアのクロマチン領域に存在する複数のタンパク質を同定している。本年度は、セントロメアクロマチンの詳細について次世代シーケンサーなどを活用したChIP-seq解析を行い、クロマチン内の分布を明らかにした。また、複数のタンパク質についてDT40細胞を用いてノックアウト細胞を樹立して表現型を解析した。
2)キネトコアタンパク質複合体のin vitro再構成および構造解析
我々は、これまで約20種類程度のセントロメア構成タンパク質を同定し、それらの機能について遺伝学と細胞生物学的手法を併用して解析してきた。ある程度の機能分担が細胞レベルで理解できた後は、タンパク質のin vitroでの再構成および構造学的解析が必要になると考えた。昨年度は、CENP-T/CENP-W複合体の再構成を試み、成功した。本年度は、このin vitroで再構成したCENP-T/CENP-WがDNAあるいは再構成ヌクレオソームと形式するのか、あるいはどのように結合しているのかについて、スーパーコイリングアッセイなどで明らかにした。また、CENP-T/CENP-W複合体の結晶化に成功して、X線構造学的解析も行なった。

研究成果

• [雑誌論文] Aurora B kinase controls the targeting of the Astrin/SKAP complex to bi-oriented kinetochores. (2010)
  • 著者名/発表者名: Jens C.Schmidt
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 119 ページ: 269-280
  • 査読あり
• [雑誌論文] The protein composition of mitotic chromosomes determined using multi-classifier combinatorial proteomics. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Ohta
  • 雑誌名: Cell 巻: 142 ページ: 810-821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chickens possess centromeres with both extended tandem repeats and short non-tandem-repetitive sequences. (2010)
  • 著者名/発表者名: Wei-Hao Shang
  • 雑誌名: Genome Research 巻: 20 ページ: 1219-1228
  • 査読あり
• [雑誌論文] A super-resolution map of the vertebrate kinetochore. (2010)
  • 著者名/発表者名: Susana Abreu Ribeiro
  • 雑誌名: Proceeding of National Academy of Science USA 巻: 107 ページ: 10484-10489
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertebrate Kinetochore Protein Architecture : Protein Copy Number. (2010)
  • 著者名/発表者名: Katherine Johnston
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 189 ページ: 937-943
  • 査読あり
• [雑誌論文] The KRAB zinc finger protein ZNF382 is a general, proapoptotic tumor suppressor repressing multiple oncogenes and frequently silenced in multiple carcinomas. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yingduan Cheng, Hua Geng
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 70 ページ: 6516-6526
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aurora B phosphorylates spatially distinct targets to differentially regulate the kinetochore-microtubule interface. (2010)
  • 著者名/発表者名: Julie P.I.Welburn
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 38 ページ: 383-392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of two isoforms of the vertebrate H2A.Z histone variant. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Matsuda
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 38 ページ: 4263-4273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulated targeting of protein phosphatase 1 to the outer kinetochore by KNL1 opposes Aurora B kinase. (2010)
  • 著者名/発表者名: Dan Liu
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 188 ページ: 809-820
  • 査読あり
• [雑誌論文] INCENP-aurora B interactions modulate kinase activity and chromosomal passenger complex localization (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhenjie Xu
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 187 ページ: 637-653
  • 査読あり
• [雑誌論文] An auxin-based degron system for the rapid deletion of proteins in nonplant cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Kohei Nishimura
  • 雑誌名: Nature Methods 6 ページ: 917-922
  • 査読あり
• [雑誌論文] CENP-H-containing complex facitates centromere deposition of CENP-A in cooperation with FACT and CHD1 (2009)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Okada
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 20 ページ: 3986-3995
  • 査読あり
• [雑誌論文] The CENP-S complex is essential for the stable assembly of outer kineto chore structure (2009)
  • 著者名/発表者名: Miho Amano
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 186 ページ: 173-182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two Distinct Repeat Sequences of Nup98 Nucleoporins Characterize Dual Nuclei in the Binucleated Ciliate Tetrahymena (2009)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Iwamoto
  • 雑誌名: Current Biology 19 ページ: 843-847
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Rac GTPase activating protein MgcRacGAP is an NLS-containing nuclear chaperone in the activation of STAT transcription factors (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Kawashima
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 29 ページ: 1796-1813
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cohesin associates with spindle poles in a mitosis-specific manner and functions in spindle assemble in vertebrate cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Xiangduo Kong
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 20 ページ: 1289-1301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of glucocorticoid receptor in the regulation of cellular sensitivity to irinotec an hydrochloride (2009)
  • 著者名/発表者名: Takanori Akagi
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 109 ページ: 265-274
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cohesin Associates with Spindle Poles in a Mitosis-specific Manner and Functions in Spindle Assembly in Vertebrate Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Xiangduo Kong
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 20 ページ: 1289-1301
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Rac GTPase-Activating Protein, MgcRacGAP, Is a Nuclear Localizing Signal-Containing Nuclear Chaperone in the Activation of STAT Transcription Factors (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Kawashima
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 29 ページ: 1796-1813
  • 査読あり
• [雑誌論文] CCAN makes multiple contacts with centromeric DNA to provide distinct pathways to the outer kinetochore (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori
  • 雑誌名: Cell 135 ページ: 1039-1052
  • 査読あり
• [学会発表] Structural dynamics of inner-kinetochore for faithful chromosome segregation (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: BMB2010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: 神戸ポートアイランド(神戸)
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Structural dynamics of inner-kinetochore for faithful chromosome segregation (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: EMBO workshop on chromosome segregation and aneuploidy
  • 発表場所: Royal College of Surgeons, Edinburgh, UK
  • 年月日: 2010-06-19
• [学会発表] 染色体分配におけるインナーキネトコアの構造変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 学会等名: 第62回日本細胞生物学会シンポジウム
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪)
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] 動物細胞のキネトコア構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 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: 理化学研究所(横浜)
  • 年月日: 2010-04-30
• [学会発表] Molecular structure of the vertebrate kinetochore (2009)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] セントロメアを形成するために必要なヌクレオソーム構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(神戸)
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] 核内ダイナミクスの基盤となるセントロメア構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 学会等名: 日本遺伝学会
  • 発表場所: 信州大学(松本)
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Molecular architecture of the vertebrate constitutive centromere associated network (2009)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 学会等名: The 17th International Chromosome Conference
  • 発表場所: Boone, NC, USA
  • 年月日: 2009-06-25
• [学会発表] CENP-Aのセントロメア局在化の関与する因子の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田聖裕
  • 学会等名: BMB2008(第31会日本分子生物学会シンポジウム)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] セントロメアDNAに結合するCENP-T複合体の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 堀哲也
  • 学会等名: MB2008(第31会日本分子生物学会シンポジウム)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] セントロメア特異的クロマチン構造の構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 学会等名: BMB2008(第31会日本分子生物学会シンポジウム)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Molecular architecture of the vertebrate constitutive centromere associated network (2008)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: EMBO workshop on Chromosome Segregation : Centromers and Kinetochores
  • 発表場所: Bordeaux
  • 年月日: 2008-09-28
• [学会発表] インナーキネトコアの分子構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深川竜郎
  • 学会等名: 第60回日本細胞生物学会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-06-29
• [学会発表] Molecular architecture of the vertebrate constitutive centromere associated network (2008)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: International Symposium on chromosome dynamics in Ise
  • 発表場所: Ise
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] Functional analysis of CENP-O class kinetochore proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Chromo some Dynamics
  • 発表場所: Mishima
  • 年月日: 2008-05-26
• [図書] 細胞工学「動原体の分子構築」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹内康造, 深川竜郎
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 秀潤社