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ゲノム分配を保障するセントロメアクロマチン構造の構築・変換メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 20H03236
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分43050:ゲノム生物学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

堀 哲也  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (70550078)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードセントロメア / クロマチン / エピジェネティックス / 細胞周期 / 染色体 / ゲノム
研究開始時の研究の概要

本研究では、(1)細胞周期の進行に伴うセントロメアタンパク質のクロマチンへの結合量の変動の解析、(2)細胞周期を同調した細胞を用いた、ATAC-seq法およびHi-CO法によるセントロメアクロマチンの3次元配置の解析、(3)M期およびG1期のセントロメアクロマチンの構造形成に必須な因子の同定、を行い、細胞内におけるセントロメアクロマチンの構造と構築メカニズムをヌクレオソーム単位で解析する。そして、これまで未解明であった細胞周期に依存したクロマチン構造の変化を基盤としたセントロメア機能を制御する仕組みと、クロマチン構造変換の生物学的な意義を明らかにする。

研究成果の概要

染色体分配に必須なCENP-Aのアミノ酸残基を同定し、このアミノ酸残基がCENP-AシャペロンHJURPとの正しい結合に必要であることを明らかにした。また、CENP-A導入に機能するKNL2のセントロメアへの局在に必須なアミノ酸残基を構造生物学的に明らかにした。さらに、染色体への異所局在化実験から、CENP-CとHJURPの結合に依存したCENP-A導入の仕組みが存在する可能性を示した。これら知見は将来的に、クロマチン構築の制御を対象とした抗がん剤などの新規薬剤開発研究への応用が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝情報の継承に重要な、細胞核内のセントロメアのクロマチンの形成の仕組みと、その安定維持を保証するメカニズムの一端を明らかにした。これら成果は、細胞の遺伝情報の伝播の仕組みを解明する鍵となる知見として期待される。さらに将来的には、これら成果を活用した抗がん剤などの新規薬剤開発研究への応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 2件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ハーバード大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ロックフェラー大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] The cryo‐EM structure of the CENP‐A nucleosome in complex with ggKNL22023

    • 著者名/発表者名
      Jiang Honghui、Ariyoshi Mariko、Hori Tetsuya、Watanabe Reito、Makino Fumiaki、Namba Keiichi、Fukagawa Tatsuo
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 42 号: 6

    • DOI

      10.15252/embj.2022111965

    • 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] Bridgin connects the outer kinetochore to centromeric chromatin.2021

    • 著者名/発表者名
      Sridhar S, Hori T, Nakagawa R, Fukagawa T, Sanyal K.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 12 号: 1 ページ: 146-146

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20161-9

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] H3K9me3 maintenance on a human artificial chromosome is required for segregation but not centromere epigenetic memory.2020

    • 著者名/発表者名
      Martins NMC, Cisneros-Soberanis F, Pesenti E, Kochanova NY, Shang WH, Hori T, Nagase T, Kimura H, Larionov V, Masumoto H, Fukagawa T, Earnshaw WC.
    • 雑誌名

      J Cell Sci.

      巻: 133 号: 14

    • DOI

      10.1242/jcs.242610

    • 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 / 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 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 染色体分配に必須なセントロメアのクロマチン構造2020

    • 著者名/発表者名
      堀哲也、深川竜郎
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 52 ページ: 342-347

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 動原体タンパク質に依存したセントロメアの位置情報の書き込みメカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      堀 哲也, 曹静暉, 深川竜郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第94回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] CCAN-dependent CENP-A assembly mechanism in vertebrate cells.2022

    • 著者名/発表者名
      Hori Tetsuya, Cao Jinghui, Fukagawa Tatsuo
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Analysis for the CENP-I dependent CENP-A incorporation into centromeres2022

    • 著者名/発表者名
      Cao Jinghui, Hori Tetsuya, Fukagawa Tatsuo
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] セントロメアのクロマチン構造とエピジェネティックス2021

    • 著者名/発表者名
      堀哲也
    • 学会等名
      日本遺伝学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CENP-Iに依存するCENP-A導入経路の解析2021

    • 著者名/発表者名
      曹静暉, 堀哲也, 深川竜郎
    • 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] Evolutional diversity of CENP-A essential motif and its binding mode to HJURP2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Hori、Jinghui Cao、Yasuhiro Arimura、Kohei Nishimura、Mariko Ariyoshi、Atsushi Toyoda、Sadahiko Misu、Kazuho Ikeo、Hitoshi Kurumizaka、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 実績報告書
  • [学会発表] Biochemical analysis of interaction between CENP-A/H4 and HJURP2020

    • 著者名/発表者名
      Jinghui Cao、Yasuhiro Arimura、Mariko Ariyoshi、Hitoshi Kurumizaka、Tetsuya Hori、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 実績報告書
  • [学会発表] セントロメアのエピジェネティックスと進化2020

    • 著者名/発表者名
      堀哲也
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] H2A.Zヒストンバリアントアイソフォーム間における酸化ストレス応答遺伝子EGR1転写制御機構の差異の解析2020

    • 著者名/発表者名
      荻原望、高橋大輔、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • 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 実績報告書
  • [備考] 深川研究室・研究成果、多数の国内外メディアにて報道

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/news/detail/689

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 深川研究室・研究成果からの画像、EMBOジャーナル3月号の表紙に選出

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/news/detail/702

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 細胞分裂に働く因子の新知見。鍵を握るヒト特有のアミノ酸

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/research_results/papers/detail/1010

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 細胞分裂に働く因子の新知見。鍵を握るヒト特有のアミノ酸

    • URL

      https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2020/20201118_1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 世界初!!クリプトコッカス独自の細胞分裂機構を解明

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/research_results/papers/detail/1013

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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