DNAメチル化のエピジェネティックな継承と維持の構造的基盤

• 研究課題/領域番号: 21247013
• 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: 構造生物化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 白川 昌宏 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00202119)
• 連携研究者: 有吉 眞理子 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特任准教授 (80437243)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円); 2011年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2010年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: DNAメチル化 / エピジェネティック / ヒストン / X線結晶解析 / NMR / エピジェネティクス / ヒストン修飾 / 構造生物学

研究概要

細胞の分化状態のエピジェネティックな継承は、DNA(CpG)メチル化とヒストン修飾(ヒストンコード)によって担われる。本研究では、DNAメチル化の維持・継承において重要な役割を果たす片鎖メチル化DNA結合たんぱく質UHRF1とDNA修復酵素MBD4の構造機能解析を行った。その研究、ヒストンコード認識とDNAメチル化の機能的なカップリング、DNAメチル化・脱メチル化制御を支える分子認識機構に関する構造基盤を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] NMR analysis of Lys63-linked polyubiquitin recognition by the tandem ubiquitin-interacting motifs of Rap80. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sekiyama N, Jee J, Isogai S, Akagi K, Huang TH, Ariyoshi M, Tochio H, Shirakawa M.
  • 雑誌名: J Biomol NMR. 巻: 52 号: 4 ページ: 339-350
  • DOI: 10.1007/s10858-012-9614-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the UBA domain of p62 and its interaction with ubiquitin (2011)
  • 著者名/発表者名: Isogai, S., Morimoto, D., Arita, K., Unzai, S., Tenno, T., Hasegawa, J., Sou, Y.S., Komatsu, M., Tanaka, K., Shirakawa, M., Tochio, H.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 286 号: 36 ページ: 31864-318674
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.259630
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for regulation of poly-SUMO chain by a SUMO-like domain of Nip45 (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiyama, N., Arita, K., Ikeda, Y., Hashiguchi, K., Ariyoshi, M., Tochio, H., Saitoh, H. and Shirakawa, M.
  • 雑誌名: Proteins : Structure, Function, and Bioinformatics 78 巻: 78 号: 6 ページ: 1491-1502
  • DOI: 10.1002/prot.22667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and mutagenesis studies of the C-terminal region of licensing factor Cdt1 enable to identify the key residues for binding to replicative helicase Mcm proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Jee, J.-G., Mizuno, T., Kamada, K., Tochio, T., Chiba, Y., Yanagi, K., Yasuda, G., Hiroaki, H., Hanaoka, F. and Shirakawa, M
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: vol.285(21) 号: 21 ページ: 15931-40
  • DOI: 10.1074/jbc.m109.075333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification, crystallization and preliminary crystallographic studies of Lys48-linked polyubiquitin chains (2010)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, D., Isogai, S., Tenno, T., Tochio, H., Shirakawa, M., Ariyoshi, M.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun 巻: vol.66(Pt7) 号: 7 ページ: 834-7
  • DOI: 10.1107/s1744309110018804
  • 査読あり
• [雑誌論文] エピジェネティック制御における分子認識:DNAメチル化制御の構造生物学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 有吉眞理子、白川昌宏
  • 雑誌名: 実験医学増刊 巻: Vol.28(15) ページ: 107-114
• [雑誌論文] Solution structure of a zinc-finger domain that binds to poly-ADP-ribose (2010)
  • 著者名/発表者名: Isogai S, Kanno S, Ariyoshi M, Tochio H, Ito Y, Yasui A, Shirakawa M.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 15(2) 号: 2 ページ: 101-10
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2009.01369.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for regulation of poly-SUMO chain by a SUMO-like domain of Nip45. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiyama N, Arita K, Ikeda Y, Hashiguchi K, Ariyoshi M, Tochio H, Saitoh H, Shirakawa M.
  • 雑誌名: Proteins 巻: 78 ページ: 1491-1502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and mutagenesis studies of the C-terminal region of licensing factor Cdt1 enable the identification of key residues for binding to replicative helicase Mcm proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: Jee J, Mizuno T, Kamada K, Tochio H, Chiba Y, Yanagi K, Yasuda G, Hiroaki H, Hanaoka F, Shirakawa M
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 15931-15940
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification, crystallization and preliminary crystallographic studies of Lys48-linked polyubiquitin chains. (2010)
  • 著者名/発表者名: Morimoto D, Isogai S, Tenno T, Tochio H, Shirakawa M, Ariyoshi M.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 巻: 66 ページ: 834-837
  • 査読あり
• [雑誌論文] エピジェネティック制御における分子認識:DNAメチル化制御の構造生物学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 有吉眞理子、白川昌宏
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 18 ページ: 107-114
• [雑誌論文] Structure and mutagenesis studies of the C-terminal region of licensing factor Cdt1 enable to identify the key residues for binding to replicative helicase Mcm proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Jee, J.-G., Mizuno, T., Kamada, K., Tochio, T., Chiba, Y., Yanagi, K., Yasuda, G., Hiroaki, H., Hanaoka, F., Shirakawa, M.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry (pub ahead of print in 2010)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for regulation of poly-SUMO chain by a SUMO-like domain of Nip45. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiyama, N., Aria, K, Ikeda, Y., Hashiguchi, K., Ariyoshi, M., Tochio, H., Saitoh, H., Shirakawa, M.
  • 雑誌名: Proteins : Structure, Function, and Bioinformatics 78 ページ: 1491-1502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution structure of a zinc+finger domain that binds to poly-ADP-ribose. (2010)
  • 著者名/発表者名: Isogai, S., Kanno, S., Ariyoshi, M., Tochio, H., Ito, Y., Yasui, A., Shirakawa, M.
  • 雑誌名: Genes to Cells 15 ページ: 101-110
  • 査読あり
• [学会発表] (2010)
  • 著者名/発表者名: 有田恭平, 杉田和也, 鵜木元香, 浜本隆二, 有吉眞理子, 杤尾豪人, 白川昌宏
  • 学会等名: 第33回分子生物学会年会,第83回日本生化学会年会、合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] UHRF1によるエピジェネティックマークの読み取り機構の構造生物学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 有田恭平, 杉田和也, 鵜木元香, 浜本隆二, 有吉眞理子, 朽尾豪人, 白川昌宏
  • 学会等名: 第33回分子生物学会年会,第83回日本生化学会年会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] Structural biology of epigenetic regulations and NMR observation of proteins in eukaryotic cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Shirakawa
  • 学会等名: APRU research symposium
  • 発表場所: Kyoto University, Japan
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Plenary lecture (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Shirakawa
  • 学会等名: APRU research symposium
  • 発表場所: Kyoto University, Japan
  • 年月日: 2010-11-24