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非コードRNA転写領域のクロマチンを開くパイオニアポリメラーゼ複合体の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21K19235
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関東京都立大学

研究代表者

廣田 耕志  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (00342840)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード非コードRNA / クロマチン / 転写 / 組換え / 減数分裂 / 分裂酵母 / 相同組換え / RNAポリメラーゼ
研究開始時の研究の概要

パイオニアポリメラーゼ仮説:「非コードRNAを転写するポリメラーゼがパイオニアとしてその通過領域のクロマチン構造を緩める」の分裂酵母ゲノムでの染色体機能(転写、修復、相同組換えなど)調節における普遍的機能を解明するとともに、パイオニアポリメラーゼ複合体を構成するタンパク質を探索・同定することで、パイオニアポリメラーゼによるクロマチン制御メカニズムの全貌解明を目指す。

研究成果の概要

非コードRNA転写はさまざまな生物で見出され、生命の本質的機能をもつことが想定されているが、ほとんどの非コードRNAの機能はわかっていない。これまでに分裂酵母fbp1遺伝子上流に非コードRNAのmlonRNAを発見し、このRNA転写によるクロマチン再編成現象とこれと共役した転写転写活性化機構を見出している。本研究では、この非コードRNAによる制御が、ゲノム全体の転写のみならず組換えといったさまざまなDNAを基質とした反応の制御に関わるユニバーサルな機構であることを解明する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究により、減数分裂期組換えを誘導する配偶子形成時における環境ストレスが非コードRNA転写のパターンに影響し、ゲノム上の組換え部位の分布に影響を与えうることを示唆できた。また、mlonRNAは転写のみならず組換え制御にも関与する、グローバルな染色体機能の制御システムの一翼をなすことを示唆できた。この成果から、進化に寄与する減数分裂期組み換えによる遺伝子の多様化現象において、その配偶子を形成するときのストレス環境で機能する遺伝子近傍により大きくバイアスした組換えによる多様化が引き起こされ、効率的な遺伝子進化に寄与している可能性が考えられ、遺伝子機能の進化の新しい可能性を示唆できた。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 9件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] ボストン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ボストン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Application of neural network-based image analysis to detect sister chromatid cohesion defects2023

    • 著者名/発表者名
      Ikemoto Daiki、Taniguchi Tomoya、Hirota Kouji、Nishikawa Kiyoshi、Okubo Kan、Abe Takuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 2133-2135

    • DOI

      10.1038/s41598-023-28742-6

    • 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
  • [雑誌論文] Lestaurtinib induces DNA damage that is related to estrogen receptor activation2023

    • 著者名/発表者名
      Ooka Masato、Yang Shu、Zhang Li、Kojima Kota、Huang Ruili、Hirota Kouji、Takeda Shunichi、Xia Menghang
    • 雑誌名

      Current Research in Toxicology

      巻: 4 ページ: 100102-100104

    • DOI

      10.1016/j.crtox.2022.100102

    • 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] Multi-Layered Regulations on the Chromatin Architectures: Establishing the Tight and Specific Responses of Fission Yeast fbp1 Gene Transcription2022

    • 著者名/発表者名
      Asada Ryuta、Hirota Kouji
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 12 号: 11 ページ: 1642-1645

    • DOI

      10.3390/biom12111642

    • 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
  • [雑誌論文] Regulation Mechanisms of Meiotic Recombination Revealed from the Analysis of a Fission Yeast Recombination Hotspot ade6-M262022

    • 著者名/発表者名
      Hirota Kouji
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 12 号: 12 ページ: 1716-1726

    • DOI

      10.3390/biom12121761

    • 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
  • [雑誌論文] XRCC1 counteracts poly(ADP ribose)polymerase (PARP) poisons, olaparib and talazoparib, and a clinical alkylating agent, temozolomide, by promoting the removal of trapped PARP1 from broken DNA.2022

    • 著者名/発表者名
      Hirota Kouji、Ooka Masato、Shimizu Naoto、Yamada Kousei、Tsuda Masataka、Ibrahim Mahmoud Abdelghany、Yamada Shintaro、Sasanuma Hiroyuki、Masutani Mitsuko、Takeda Shunichi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: in press 号: 5 ページ: 331-344

    • DOI

      10.1111/gtc.12929

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A high-throughput 384-well CometChip platform reveals a role for 3-methyladenine in the cellular response to etoposide-induced DNA damage.2022

    • 著者名/発表者名
      Li, J., A. Beiser, N. B. Dey, S. Takeda, L. K. Saha, K. Hirota, L. L. Parker, M. Carter, M. I. Arrieta, and R. W. Sobol
    • 雑誌名

      NAR Genom Bioinform

      巻: 4

    • 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] SPRTN and TDP1/TDP2 Independently Suppress 5-Aza-2′-deoxycytidine-Induced Genomic Instability in Human TK6 Cell Line2022

    • 著者名/発表者名
      Nakano Toshiaki,Moriwaki Takahito,Tsuda Masataka,Miyakawa Misa,Hanaichi Yuto,Sasanuma Hiroyuki,Hirota Kouji,Kawanishi Masanobu,Ide Hiroshi,Tano Keizo,Bessho Tadayoshi
    • 雑誌名

      Chemical Research in Toxicology

      巻: 35 号: 11 ページ: 2059-2067

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.2c00213

    • 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] Construction of a human hTERT RPE-1 cell line with inducible Cre for editing of endogenous genes2022

    • 著者名/発表者名
      N.L. Hindul, A. Jhita, D.G. Oprea, T.A. Hussain, O. Gonchar, M.A.M. Campillo, L. O'Regan, M.T. Kanemaki, A.M. Fry, K. Hirota, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Biol Open

      巻: 11 号: 2

    • DOI

      10.1242/bio.059056

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Targeting chromosome trisomy for chromosome editing2021

    • 著者名/発表者名
      T. Abe, Y. Suzuki, T. Ikeya, K. Hirota
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 11 号: 1 ページ: 18054-18054

    • DOI

      10.1038/s41598-021-97580-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] XRCC1 prevents toxic PARP1 trapping during DNA base excision repair2021

    • 著者名/発表者名
      Demin Annie A.、Hirota Kouji、Tsuda Masataka、Adamowicz Marek、Hailstone Richard、Brazina Jan、Gittens William、Kalasova Ilona、Shao Zhengping、Zha Shan、Sasanuma Hiroyuki、Hanzlikova Hana、Takeda Shunichi、Caldecott Keith W.
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 81 号: 14 ページ: 3018-3030

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2021.05.009

    • NAID

      120007052730

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Division of labor of Y-family polymerases in translesion-DNA synthesis for distinct types of DNA damage2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Inomata, T. Abe, M. Tsuda, S. Takeda, K. Hirota
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 16

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vertebrate CTF18 and DDX11 essential function in cohesion is bypassed by preventing WAPL-mediated cohesin release2021

    • 著者名/発表者名
      R. Kawasumi, T. Abe, I. Psakhye, K. Miyata, K. Hirota, D. Branzei
    • 雑誌名

      Genes Dev

      巻: 35 ページ: 1368-1382

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reciprocal stabilization of transcription factor binding integrates two signaling pathways to regulate fission yeast fbp1 transcription2021

    • 著者名/発表者名
      W. Koda, S. Senmatsu, T. Abe, C.S. Hoffman, K. Hirota
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res

      巻: 49 号: 17 ページ: 9809-9820

    • DOI

      10.1093/nar/gkab758

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Follow-up genotoxicity assessment of Ames-positive/equivocal chemicals using the improved thymidine kinase gene mutation assay in DNA repair-deficient human TK6 cells2021

    • 著者名/発表者名
      A. Sassa, T. Fukuda, A. Ukai, M. Nakamura, R. Sato, S. Fujiwara, K. Hirota, S. Takeda, K.I. Sugiyama, M. Honma, M. Yasui
    • 雑誌名

      Mutagenesis

      巻: 36 号: 5 ページ: 331-338

    • DOI

      10.1093/mutage/geab025

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] lncRNA transcription induces meiotic recombination through chromatin remodelling in fission yeast2021

    • 著者名/発表者名
      S. Senmatsu, R. Asada, A. Oda, C.S. Hoffman, K. Ohta, K. Hirota
    • 雑誌名

      Commun Biol

      巻: 4 ページ: 295-295

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 複製ポリメラーゼεの校正活性は断裂した鋳型における安全なフォーク停止に寄与する2022

    • 著者名/発表者名
      廣田耕志
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複製ポリメラーゼεの校正活性は断裂した鋳型における安全なフォーク停止に寄与する2022

    • 著者名/発表者名
      廣田耕志
    • 学会等名
      日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 複製とコヒージョン形成の連動によるゲノム安定性の維持2022

    • 著者名/発表者名
      川澄遼太郎 廣田耕志
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] トリソミー染色体を標的とした染色体編集2021

    • 著者名/発表者名
      阿部 拓也、鈴木 雄也、池谷 鉄兵、廣田 耕志
    • 学会等名
      分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Generation of Y chromosome loss cells using HSV-TK-HIS marker genes2021

    • 著者名/発表者名
      Mao Ebisawa, Kouji Hirota
    • 学会等名
      バイオコンファレンス2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The role of proofreading exonuclease activity of polymeraseε2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Taniguchi,Kouji Hirota
    • 学会等名
      バイオコンファレンス2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA replication repriming by PrimPol resumes the oncogenic K-Ras induced replication arrest2021

    • 著者名/発表者名
      Hayato Saeki, Kouji Hirota
    • 学会等名
      バイオコンファレンス2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The assay to evaluate the frequency of aneuploidy2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ishida, Kouji Hirota
    • 学会等名
      バイオコンファレンス2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of polymerase ι overexpression on UV sensitivity2021

    • 著者名/発表者名
      Minato Watanabe, Kouji Hirota
    • 学会等名
      バイオコンファレンス2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Relationship between metabolic-stress-inducsed long noncoding RNA and meiotic recombination2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tsuruta, Kouji Hirota
    • 学会等名
      バイオコンファレンス2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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