リボソームRNA遺伝子のゲノムの安定性維持における役割

• 研究課題/領域番号: 21247003
• 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: 小林 武彦 国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 教授 (40270475)
• 連携研究者: 飯田 哲史 国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 助教 (60391851)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円); 2012年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円); 2011年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円); 2010年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2009年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
• キーワード: リボソームRNA遺伝子 / ゲノムの安定性 / 細胞老化 / 染色体分配 / 出芽酵母 / DNA損傷 / ゲノムの不安定性 / 組換え / 老化シグナル / 複製フォーク / 若返り / 遺伝子増幅 / 修復酵素 / コンデンシン

研究概要

リボソームRNA遺伝子(rDNA)は最も多く存在する遺伝子で、染色体上に100コピー以上からなる巨大反復遺伝子群を形成している。rDNAは反復構造故に恒常的に組換え(コピー数変動)を起こす染色体中で最も不安定性な領域であり、その動態は少なからず細胞の機能に影響を与えていると考えられてきた。本研究では人為的にrDNAを不安定化させる系を確立し、rDNAの安定性が寿命の長さを左右することを発見した。さらにrDNAは発ガン物質などによるDNAダメージに対する感受性を決めており、特に転写されない余分なコピーはrDNA上にできた傷を直す重要な「足場」として働いていることを発見した。また、rDNAのコピー数が染色体の分配速度にも影響を与えていることを解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Rtt109 prevents hyper-amplification of ribosomal RNA genes through histone modification in budding yeast (2013)
  • 著者名/発表者名: Ide S, Saka K, Kobayashi T.
  • 雑誌名: PLoS Genet 巻: 9 号: 4 ページ: e1003410-e1003410
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1003410
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA interference regulates the cell cycle checkpoint through the RNA export factor, Ptrl, in fission yeast (2012)
  • 著者名/発表者名: Iida T, Iida N, Tsutsui Y, Yamao F, Kobayashi T.
  • 雑誌名: BBRC 巻: 427 ページ: 143-147
  • 査読あり
• [雑誌論文] A positive role for yeast extrachromosomal rDNA circles? (2012)
  • 著者名/発表者名: Poole AM, Kobayashi T, Ganley AR.
  • 雑誌名: Bioessays 巻: 34 号: 9 ページ: 725-729
  • DOI: 10.1002/bies.201200037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yeast hypertrophy: cause or consequence of aging? Reply to Bilinski et al (2012)
  • 著者名/発表者名: Ganley AR, Breitenbach M, Kennedy BK, Kobayashi T.
  • 雑誌名: FEMS Yeast Res 巻: 12 号: 3 ページ: 267-268
  • DOI: 10.1111/j.1567-1364.2012.00796.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] 概論-今開かれる非コードDNA領域の世界 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 30 ページ: 2202-2208
• [雑誌論文] rDNA巨大反復遺伝子群による細胞老化制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 30 ページ: 2228-2233
• [雑誌論文] RNA interference regulates the cell cycle checkpoint through the RNA export factor, Ptr1, in fission yeast. (2012)
  • 著者名/発表者名: Iida T
  • 雑誌名: BBRC 巻: 427 号: 1 ページ: 143-147
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.09.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] 今開かれる非コードDNA領域の世界 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 30 ページ: 2228-2233
• [雑誌論文] How does genome instability affect lifespan?: roles of rDNA and telomeres. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 16 号: 6 ページ: 617-624
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01519.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring the Rate and Dynamics of Concerted Evolution in the Ribosomal DNA Repeats of Saccharomyces cerevisiae Using Experimental Evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Ganley AR, Kobayashi T.
  • 雑誌名: Mol Biol Evol 巻: 28 号: 10 ページ: 2883-2891
  • DOI: 10.1093/molbev/msr117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of the dynamic behavior of ribosomal RNA gene repeats in living yeast cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki T, Kobayashi T.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 16 号: 5 ページ: 491-502
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01506.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of ribosomal RNA gene copy number and its role in modulating genome integrity and evolutionary adaptability in yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 雑誌名: Cell Mol Life Sci. 巻: 68 号: 8 ページ: 1395-1403
  • DOI: 10.1007/s00018-010-0613-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of DNA Replication in S. cerevisiae by Two-Dimensional and Pulsed-Field Gel Electrophoresis (2010)
  • 著者名/発表者名: Ide S., Kobayashi T.
  • 雑誌名: Curr. Prot. 巻: Sup49 号: 1
  • DOI: 10.1002/0471143030.cb2214s49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abundance of ribosomal RNA gene copies maintains genome integrity (2010)
  • 著者名/発表者名: Ide, S., Miyazaki, T., Maki, H., and Kobayashi T.
  • 雑誌名: Science 巻: 327 号: 5966 ページ: 693-696
  • DOI: 10.1126/science.1179044
  • 査読あり
• [雑誌論文] A role for an untranscribed gene (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 雑誌名: G.I.T.labJ Europe 巻: 14 ページ: 16-18
• [雑誌論文] rDNAのゲノム維持における役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦、井手聖
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 29 ページ: 895-900
• [雑誌論文] Analysis of DNA Replication in S.cerevisiae by Two-Dimensional and Pulsed-Field Gel Electrophoresis (2010)
  • 著者名/発表者名: Ide, S., Kobayashi, T.
  • 雑誌名: Current Protocols in Mol.Biol.Sup49 巻: UNIT22.14 ページ: 1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of replication initiation on gene amplification in the rDNA and its relationship to aging (2009)
  • 著者名/発表者名: Ganley ARD, Ide S, Saka K, Kobayashi T.
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 35 ページ: 683-693
  • 査読あり
• [雑誌論文] 複製、組換え、転写のコラボレーションによる遺伝子増幅 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 雑誌名: 蛋白質、核酸、酵素 巻: 54・4 ページ: 537-542
• [雑誌論文] リボソームRNA遺伝子の新しい機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 47・2 ページ: 104-110
• [雑誌論文] The effect of replication iniriation on gene amplification in the rDNA and its relationship to aging. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ganley,A.R.D., et al.
  • 雑誌名: Mol.Cell 巻: 35 ページ: 683-693
  • 査読あり
• [学会発表] 単細胞システムの構築とその維持機構の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 遺伝研研究会
  • 発表場所: 三島
• [学会発表] rDNA instability and cellularsenescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium
  • 発表場所: Awaji,Japan(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-25
• [学会発表] いきものの寿命-ヒトは徊歳まで生きられるか- (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 第12回学習院大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] DNA stability and cellular senescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: The 34th Japan Society for Biomedical Gerontology Symposium& Micro-Nano Global COE
  • 発表場所: Nagoya, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] リボソームRNA遺伝子と細胞老化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] リボソームRNA遺伝子と細胞老化 (2012)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Kobayashi
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都市(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] rDNAの安定性と細胞老化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: リボソーム研究会
  • 発表場所: 東広島市
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] RTT109はrDNAの異常増幅を防ぐ (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
  • 発表場所: 宮城県
  • 年月日: 2012-01-26
• [学会発表] rDNA instability and cellular senescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: FASEB Yeast, Chromosome Structure, Replication & Segregation
  • 発表場所: Steamboat Springs, Co USA(招待講演)
• [学会発表] rDNA recombination and cellular senescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: EMBO Workshop Recombination Mechanisms and Genome Instability
  • 発表場所: Jerez de la Frontera, Spain(招待講演)
• [学会発表] rDNA recombination and cellular senescence. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Takehiko
  • 学会等名: Embo Workshop Recombination Mechanisms and Genome Instability
  • 発表場所: Jerez de la Frontera, Spain
  • 招待講演
• [学会発表] rDNA instability and cellular senescence. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Takehiko
  • 学会等名: FASEB Yeast,Chromosome Structure, Replication & Segregation
  • 発表場所: Steamboat Springs, Colorado, USA
  • 招待講演
• [学会発表] rDNA stability and cellular senescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Takehiko
  • 学会等名: The 34th Japan Society for Biomedical Gerontology Symposium & Micro-Nano Global COE
  • 発表場所: Nagoya
  • 招待講演
• [学会発表] いきものの寿命―ヒトは何歳まで生きられるか― (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 第12回学習院大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: Mejiro, Tokyo
  • 招待講演
• [学会発表] rDNA instability and cellular senescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Takehiko
  • 学会等名: the 8th 3R Symposium
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Recovery of rDNA stability contributes to rejuvenation in yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: 日本分子生物学会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Recovery of rDNA stability contributes to rejuvenation in yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 分子生物学会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Maintenance of the ribosomal RNA gene repeat and its role in cellular senescence (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Cell Regulations in Division and Arrest
  • 発表場所: Okinawa(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] Maintenance of the ribosomal RNA gene repeat and its role in cellular senescence (2011)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Kobayashi
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Cell Regulations in Division and Arrest
  • 発表場所: OIST, Okinawa(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] ヒストン修飾とリボソームRNA遺伝子のコピー数制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] ヒストン修飾とリボソームRNA遺伝子のコピー数制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム
  • 発表場所: 福岡市九大
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Regulation of ribosomal RNA gene copy number and its role in modulating genome integrity and evolutionary adaptability in yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: OIST Workshop(QECG2011): Linkage and Recombination in Genome sequences
  • 発表場所: Okinawa(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Regulation of ribosomal RNA gene copy number and its role in modulating genome integrity and evolutionary adaptability in yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Kobayashi
  • 学会等名: OIST Workshop (QECG201l) : Linkage and Recombination in Genome sequences
  • 発表場所: OIST, Okinawa(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] A role for an untranscribed gene (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 第4回FANTASY
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-02-05
• [学会発表] A role for an untranscribed gene (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 第4回FANTASY
  • 発表場所: 東京都(招待講演)
  • 年月日: 2011-02-05
• [学会発表] A role for an untranscribed gene (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 神戸(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] A role for an untranscribed gene (2010)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Kobayashi
  • 学会等名: 分子生物学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 神戸市(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Non-coding transcription regulates cellular senescence in yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Kobayashi
  • 学会等名: The 7th 3R Symposium
  • 発表場所: 富山市
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] Regulation of ribosomal RNA gene copy number and its role imodulating genome integrity in yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Kobayashi
  • 学会等名: The 57th NIBB International conference on "Genome dynamics"
  • 発表場所: 岡崎市(招待講演)
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] 酵母の寿命を左右するノンコーティングな転写活性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 細胞の若返りの分子機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 第19回酵母合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京都(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] Regulation of ribosomal RNA gene copy number and its role in modulating genome integrity in yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: International Symposium on Fungal and Yeast Cell Biology
  • 発表場所: Auckland, New Zealand(招待講演)
• [学会発表] Regulation of ribosomal RNA gene copy number and its role in modulating genome integrity in yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: The 57th NIBB International conference on "Genome dynamics
  • 発表場所: Okazaki, Japan(招待講演)
• [学会発表] rDNAの安定性の回復が細胞の若返りに関与する (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜(招待講演)
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Recovery of rDNA stability contributes to rejuvenation in yeast (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 分子生物学会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜(招待講演)
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Recovery of rDNA stability contributes to rejuvenation in yeast (2009)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T.
  • 学会等名: International Symposium on Chromosome cycle and genome dynamics
  • 発表場所: Nasu(招待講演)
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] The effect of replication initiation on gene amplification in the rDNA and its relationship to aging (2009)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Kobayashi
  • 学会等名: International Symposium on chromosome cycle and genome dynamics
  • 発表場所: 栃木県那須(招待講演)
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] rDNAの不安定化と細胞老化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 複製組換え修復ワークショップ
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2009-11-02
• [学会発表] リボソームRNA遺伝子のExtra copyの機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2009-07-28
• [図書] 生物学辞典第5版 (2013)
  • 著者名/発表者名: 巌佐庸
  • 総ページ数: 2171
  • 出版者: 岩波書店岩波
• [図書] 岩波 生物学辞典 第5版 (2013)
  • 著者名/発表者名: 巌佐庸
  • 総ページ数: 2171
  • 出版者: 岩波書店
• [図書] 実験医学別冊「核酸実験の原理とプロトコール」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦、坂季美子
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 「核小体の新機能」生体の科学「細胞核-構造と機能」vol.62 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 「リボソームRNA遺伝子の安定性と細胞老化」生体の科学「細胞核-構造と機能」vol.62 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 生体の科学「細胞核」vol.62 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 老化モデル「酵母」新老年学第3版、2章2.4 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 出版者: 東京大学出版会
• [図書] 細胞工学別冊vol.29 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦、井手聖
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 秀潤社
• [図書] 新老年学 第3版、2章2.4老化モデル「酵母」新老年学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林武彦
  • 出版者: 東京大学出版会
• [備考] 第29回井上学術賞受賞(2013)
• [備考] 平成24年度文部科学大臣表彰(研究部門)受賞(2012)
• [備考] 朝日新聞(科学面)、「余分な遺伝子は実はDNAを守っていた」2010年2月16日掲載
• [備考] 科学新聞(2面)、「働かない遺伝子の役割」2010年2月掲載
• [備考] 朝日新聞(科学面)、「細胞老化に関与の遺伝子」2009年9月25日掲載
• [備考] 東京新聞(科学面)、「細胞老化の鍵ゲノム特定領域に」2009年9月11日掲載
• [備考] 中日新聞(1面)、「細胞老化に関する遺伝子領域を特定」2009年9月11日掲載
• [備考] 静岡新聞(科学面)、「細胞若返りの鍵ゲノム領域」2009年9月11日掲載
• [備考] 小林研究室
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/CytoGen/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/CytoGen/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/CytoGen/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/CytoGen/index.html