ゲノム安定性を制御するエピジェネティック分子機構の同定と解析

• 研究課題/領域番号: 21380204
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 原田 昌彦 東北大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (70218642)
• 研究分担者: 太田 邦史 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (90211789)
• 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: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2011年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2010年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2009年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: クロマチン / ゲノム安定性 / エピジェネティック / アクチン関連タンパク質 / ゲノム安定性維持 / クロマチンリモデリング複合体 / ゲノム安全性 / DNA複製 / 染色体 / 細胞核

研究概要

真核生物のゲノムはヒストンに結合してクロマチンを形成し、さらに細胞核に収納されている。このようなクロマチン・細胞核の構造が、エピジェネティック制御の基盤となっている。ゲノムは安定に維持される必要があり、ここにもエピジェネティック制御が関与しているが、その詳細は知られていない。本研究では、INO80クロマチンリモデリング複合体やヒストンアセチル化複合体が、ゲノム安定性維持において、進化的に保存された重要な機能を有することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] The actin family member Arp6 and the histone variant H2A.Z are required for spatial positioning of chromatin in chicken cell nuclei (2012)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, E.O., Hori, T., Tanabe, H., Kitamura, H., Matsuda. R., Tone, S., Hozak, P., Habermann, F.A., von Hase, J., Cremer, C., Fukagawa, T., Harata, M
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 125 ページ: 3739-3743
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞核の構造とエピジェネティック制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 尾間由佳子
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 50 ページ: 262-268
• [雑誌論文] Actin-related proteins localized in the nucleus: from discovery to novel roles in nuclear organization (2011)
  • 著者名/発表者名: Oma, Y., Harata, M.
  • 雑誌名: Nucleus 巻: 2 ページ: 38-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin-related proteins localized in the nucleus : from discovery to novel roles in nuclear organization (2011)
  • 著者名/発表者名: Oma, Y., Harata, M.
  • 雑誌名: Nucleus 巻: 2 ページ: 38-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of two isoforms of the vertebrate H2A (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, R., Hori, T., Kitamura, H., Takeuchi, K., Fukagawa, T., Harata, M
  • 雑誌名: Z histone variant. Nucleic Acids Res 巻: 38 ページ: 4263-4673
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin-related protein Arp6 influences H2AZ-dependent and -independent gene expression and links ribosomalprotein genes to nuclear pores (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T, Shimada, K., Oma, Y., Kalck, V., Akimura, K., Taddei, A., Iwahashi, H., Kugou, K., Ohta, K., Gasser, S.M., Harata, M
  • 雑誌名: PLoS Genet 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin-related protein Arp6 influences H2AZ-dependent and -independent gene expression and links ribosomal protein genes to nuclear pores (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T., et al
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATM modulates the loading of recombination proteins onto a chromosomal transl ocation breakpoint hotspot (2010)
  • 著者名/発表者名: Sun, J., et al
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms underlying nucleocytoplasmic shuttling of actinin-4 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kumeta M, et al
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 巻: 123 ページ: 1020-1030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of two isoforms of the vertebrate H2 A.Z histone variant (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuda R, et al
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 38 ページ: 4263-4673
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription-dependent rearrangements of actin and nuclear myosin I in the nucleolus (2010)
  • 著者名/発表者名: Philimonenko, V.V., et al
  • 雑誌名: Histochem.Cell Biol. 巻: 134 ページ: 243-249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms underlying nucleocytoplasmic shuttling of actinin-4. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kumeta, et al
  • 雑誌名: J.Cell Sci. (In press)
  • 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: Matsuda, et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin-related protein Arp6 influences H2AZ-dependent and -independent gene expression and links ribosomal protein genes to nuclear pores. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, et al.
  • 雑誌名: PLoS Genetics 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] The human actin-related protein hArp5: nucleo-cytoplasmic shuttling and involvement in DNA repair Exp Cell (2009)
  • 著者名/発表者名: Kitayama, K., Kamo, M., Oma, Y., Matsuda, R., Uchida, T., Ikura, T., Tashiro, S., Ohyama, T., Winsor, B., Harata, M
  • 雑誌名: Res 315 ページ: 206-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] The human actin-related protein hArp5 : nucleo-cytoplasmic shuttling and involvement in DNA repair (2009)
  • 著者名/発表者名: Kitayama, et al.
  • 雑誌名: Exp Cell Res 315 ページ: 206-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: 平岡泰, 他
  • 雑誌名: 細胞核-遺伝情報制御と疾患(羊土社) ページ: 72-78
• [学会発表] クロマチン・細胞核の機能構造を介したエピゲノム制御と環境応答 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会シンポジウムエピゲノムから見た微生物・動物・植物の環境対応とその応用ポテンシャル
  • 発表場所: (京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] クロマチン・細胞核の機能構造を介したエピゲノム制御と環境応答 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] ヒト染色体安定性維持におけるINO80複合体の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 若林一陽、尾間由佳子, 他
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] エピジェネティック制御におけるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日下部将之, 他
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞と用いたヒトアクチン関連タンパク質Mrp5およびhArp8の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕一朗, 他
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Roles of actin-related proteins in nuclear organization and genome function (2011)
  • 著者名/発表者名: Harata M
  • 学会等名: International Symposium "Physicochemical Field for Genetic Activities"
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 年月日: 2011-01-21
• [学会発表] 遺伝子破壊細胞によるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松田涼, 他
  • 学会等名: 第28回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 石川
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] 染色体テリトリーの核内配置におけるアクチン関連タンパク質とヒストンバリアントの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大渕恵理, 他
  • 学会等名: 第28回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 石川
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Interaction between the actin-related protein Arp6 and nuclear myosin I and their contribution to the nuclear organization (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kitamura, Eri Ohfuchi, Chikashi Obuse, Hideyuki Tanabe, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa, Pavel Hozak, Masahiko Harata
  • 学会等名: Wenner-Gren Foundations International Symposium"Actin and actin-associated proteins from gene to polysomes
  • 発表場所: Stockholm Sweden(招待講演)
• [学会発表] 細胞核内のクロマチン空間配置におけるアクチン関連タンパク質Arp6の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北村大志, 他
  • 学会等名: 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: 兵庫
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] 遺伝子破壊細胞によるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松田涼, 他
  • 学会等名: 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: 兵庫
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] ヒト染色体安定性維持におけるINO80クロマチンリモデリング複合体の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾間由佳子, 他
  • 学会等名: 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: 兵庫
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] アクチンファミリーおよびヒストンバリアントの核内複合体の特徴と機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 平成22年度遺伝研研究会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] ヒト染色体安定性維持におけるINO80クロマチンリモデリング複合体の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾間由佳子, 他
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部・北海道支部合同支部大会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] INO80クロマチンリモデリング複合体のゲノム安定性維持への寄与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 若林一陽、尾間由佳子, 他
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第43回研究報告会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] 出芽酵母アクチン関連タンパク質Arp6のゲノム安定性維持への関与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山景樹, 他
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第43回研究報告会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] Roles of actin-related proteins in nuclear organization and genome function (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida T, Shimada K, Oma Y, et al
  • 学会等名: 52^<nd> Symposium of the Society for Histochemistry
  • 発表場所: プラハ、チェコ
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Roles of actin-related proteins in nuclear organization and genome function (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida T, Shimada K, Oma Y, Kugou K, Ohta K, Kitamura H, Tanabe H, Gasser SM, Hozak P, Harata M.
  • 学会等名: 52nd Symposium of the Society forHistochemistry
  • 発表場所: Prague、Czech Republic(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] ヒト染色体安定性維持におけるINO80クロマチンリモデリング複合体の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 若林一陽、尾間由佳子, 他
  • 学会等名: 日本分子生物学会第10回春季シンポジウム
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2010-06-07
• [学会発表] ヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの同定と機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松田涼, 他
  • 学会等名: 日本分子生物学会第10回春季シンポジウム
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2010-06-07
• [学会発表] 脊椎動物細胞核内のクロマチン空間配置におけるアクチン関連タンパク質Arp6の寄与と分子機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北村大志, 他
  • 学会等名: 日本分子生物学会第10回春季シンポジウム
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2010-06-07
• [学会発表] ヒトアクチン関連タンパク質Arp5およびArp8の遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトINO80複合体のゲノム安定維持への関与の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕一朗, 他
  • 学会等名: 日本分子生物学会第10回春季シンポジウム
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2010-06-07
• [学会発表] クロマチン核内配置におけるアクチン関連タンパク質Arp6の機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北村大志, 他
  • 学会等名: 第9回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトアクチン関連タンパク質hArp5およびhArp8の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕一朗, 他
  • 学会等名: 第9回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] アクチン関連タンパク質Arp6のクロマチン構造変換および核構造構築への関与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田貴人、島田健士、尾間由佳子, 他
  • 学会等名: 第62回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-05-20
• [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトアクチン関連タンパク質hArp5およびhArp8の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕一朗
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] ヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームのクロマチンにおける機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松田涼
  • 学会等名: 第27回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 2010-01-21
• [学会発表] 核膜孔とクロマチンの相互作用によるゲノム機能制御とその進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 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: 兵庫
• [学会発表] 細胞核アーキテクチャーにおけるアクチン関連タンパク質の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] クロマチンリモデリングおよびヒストンバリアントによるゲノム機能制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 平成21年度国立遺伝学研究所研究会
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] Actin-related proteins and chromatin organization in the nucleus (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: International Symposium on Chromosome Cycle and Genome Dynamics
  • 発表場所: 那須
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] The actin-related protein Arp6 is required for H2AZ deposition and the radial positioning of chromosome territories. (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: EMBO Conference on Nuclear Structure and Dynamics
  • 発表場所: France, Avignon
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] ヒストンバリアントH2A.Zにおけるアイソフォームの存在とその機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田涼
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 脊椎動物のアクチン関連タンパク質による染色体・細胞核機能構造の形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 日本遺伝学会第81回大会ワークショップ「核ダイナミクス研究の新展開」
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 脊椎動物のアクチン関連タンパク質による染色体・細胞核機能構造の形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 日本遺伝学会第81回大会
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] INO80クロマチンリモデリング複合体のヒト染色体安定性維持への関与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 若林一陽
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第42回研究報告会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] ヒストンバリアントH2A.Zにおけるアイソフォームの存在とその機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田涼
  • 学会等名: 第8回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 修善寺
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] アクチン関連タンパク質Arp6の核膜との機能的相互作用およびクロマチン核内配置への関与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 第61回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-06-03
• [学会発表] Actin-related proteins functional organization of chromatin (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: Chromosome Dynamics and Genome Stability
  • 発表場所: Switzerland, Villars
  • 年月日: 2009-05-15
• [学会発表] 胞核アーキテクチャーにおけるアクチン関連タンパク質の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 32回日本分子生物学会年会シンポジウム「細胞核アーキテクチャーに基づくゲノム機能制御:そのコンセプトの最新像
  • 発表場所: (横浜)(招待講演)
• [学会発表] アクチンファミリーとヒストンバリアントによるクロマチン・細胞核構築と環境対応
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 平成23年度遺伝研研究会「クロマチンダイナミクスの分子機構」
  • 発表場所: 三島
  • 招待講演
• [学会発表] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization
  • 著者名/発表者名: Masahiko Harata
  • 学会等名: Wenner-Gren Foundations International Symposium
  • 発表場所: Stockholm、スウェーデン
  • 招待講演
• [学会発表] Interaction between the actin-related protein Arp6 and nuclear myosin I and their contribution to the nuclear organization
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kitamura
  • 学会等名: Wenner-Gren Foundations International Symposium
  • 発表場所: Stockholm、スウェーデン
• [学会発表] クロマチン機能構造形成におけるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析
  • 著者名/発表者名: 日下部将之
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第77回例会・シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] クロマチン構造変換と細胞核機能におけるアクチンファミリーの寄与
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 第10回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] クロマチン機能構造形成におけるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの寄与
  • 著者名/発表者名: 日下部将之
  • 学会等名: 第10回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] ヒトhArp5およびhArp8遺伝子ノックアウト細胞を用いたINO80クロマチンリモデリング複合体の機能解析
  • 著者名/発表者名: 高橋裕一朗
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] DNA二本鎖切断(DSB)におけるクロマチンリモデリング複合体INO80複合体およびSWR1複合体の機能 解析
  • 著者名/発表者名: 尾間由佳子
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Interaction between the actin-related protein Arp6 and nuclear myosin I and their contribution to the nuclear organization
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kitamura
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Structural analysis of human nucleosomes containing H2A.Z-1 and H2A.Z-2
  • 著者名/発表者名: Noaki Horikoshi
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] クロマチン構造変換と細胞核機能におけるアクチンファミリーの寄与
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 第29回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 出芽酵母アクチン関連タンパク質Arp6のゲノム安定性維持への関与の解析
  • 著者名/発表者名: 中山 景樹
  • 学会等名: 第29回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ヒトH2A.Z-1、H2A.Z-2を含むヌクレオソームの生化学的および構造生物学的解析
  • 著者名/発表者名: 堀越直樹
  • 学会等名: 第29回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] クロマチン・細胞核の構造とエピゲノム制御：アクチンファミリーからのアプローチ
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [学会発表] DNA二重鎖切断部位の細胞核内での空間配置におけるSWR1およびINO80クロマチンリモデリング複 合体の役割
  • 著者名/発表者名: 小西辰紀
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] ヒトhArp5およびhArp8遺伝子ノックアウト細胞を用いたINO80クロマチンリモデリング複合体の機能解析
  • 著者名/発表者名: 高橋裕一朗
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析
  • 著者名/発表者名: 日下部将之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] DNA二重鎖切断の修復におけるINO80クロマチンリモデリング複合体の役割
  • 著者名/発表者名: 小西辰紀
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第44回研究報告会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 出芽酵母アクチン関連タンパク質Arp6のゲノム安定性維持への関与の解析
  • 著者名/発表者名: 中山 景樹
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第44回研究報告会
  • 発表場所: 福岡
• [図書] 農学生命科学を学ぶための入門生物学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山口高弘
  • 総ページ数: 226
  • 出版者: 東北大学出版会