ＳＵＭＯとユビキチン複合鎖によるエピゲノム制御

• 研究課題/領域番号: 23616004
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: エピジェネティクス
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 斉藤 寿仁 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (50211925)
• 連携研究者: 菅澤 薫 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 教授 (70202124)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: SUMO / ユビキチン / TDG / RNF4 / 塩基除去修復 / DNA脱メチル化 / 細胞周期 / PML / 脱メチル化 / 翻訳後修飾 / クロマチン / 細胞分化 / 遺伝子発現

研究概要

ユビキチンおよび類似タンパク質SUMOによる翻訳後修飾は核やクロマチン構造変換に関わることが知られているが、エピゲノム制御との関わりは不明な点が多い。チミンDNAグリコシラーゼ（TDG）は、シトシン（C）の修飾塩基5fCや5caCを認識し消去するDNAの脱メチル化反応に関わる塩基除去修復酵素である。本研究では、特に、細胞周期におけるTDGのSUMO化とユビキチン化と、SUMO修飾を認識してユビキチン化するE3リガーゼRNF4とSUMO化TDGの相互作用の解析に力を入れて解析を行った。その結果、エピゲノム情報の書き換えにおけるSUMOとユビキチン修飾の役割の一端が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] SUMO-modification and elimination of the active DNA demethylation enzyme TDG in cultured human cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Moriyama, T., Fujimitsu, Y., Yoshikai, Y., Sasano, T., Yamada, K., Murakami, M., Urano, T., Sugasawa, K. and Saitoh, H.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 447 号: 3 ページ: 419-424
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.04.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The SUMO-targeted ubiquitin ligase RNF4 localizes to etoposide-exposed mitotic chromosomes: Implication for a novel DNA damage response during mitosis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito M, Fujimitsu Y, Sasano T, Yoshikai Y, Ban-Ishihara R, Nariai Y, Urano T, Saitoh H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commn. 巻: in press 号: 1 ページ: 83-88
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.03.106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a mouse Aos1-Uba2 chimeric SUMO-E1 enzyme, mAU, and its expression in baculovirus-insect cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama T, Yuasa E, Kanemaru A, Saito M, Saitoh H.
  • 雑誌名: Bioengineered 巻: 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assay methods for small ubiquitin-like modifier (SUMO)-SUMO-interacting motif (SIM) interactions in vivo and in vitro using a split-luciferase complementation system (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirohama M, Voet AR, Ozawa T, Saitoh H, Nakao Y, Zhang KY, Ito A, Yoshida M.
  • 雑誌名: Anal Biochem. 巻: 448 ページ: 92-4
  • DOI: 10.1016/j.ab.2013.12.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of RNF4 in the ubiquitination of Rta of Epstein-Barr virus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang YC, Yoshikai Y, Hsu SW, Saitoh H, Chang LK.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288(18): 号: 18 ページ: 12866-12879
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.413393
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectomycin B1 as a novel SUMOylation inhibitor that directly binds to SUMO E2. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirohama M, Kumar A, Fukuda I, Matsuoka S, Igarashi Y, Saitoh H, Takagi M, Shin-ya K, Honda K, Kondoh Y, Saito T, Nakao Y, Osada H, Zhang KY, Yoshida M, Ito A
  • 雑誌名: ACS Chem Biol 巻: 8 号: 12 ページ: 2635-2642
  • DOI: 10.1021/cb400630z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of the SUMO modification system is required for the accumulation of RAD51 at sites containing DNA damage (2013)
  • 著者名/発表者名: Shima H, Suzuki H, Sun J, Kono K, Shi L, Kinomura A, Horikoshi Y, Ikura T, Ikura M, Kanaar R, Igarashi K, Saitoh H, Kurumizaka H, Tashiro S
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 126 ページ: 5284-5292
  • DOI: 10.1242/jcs.133744
  • 査読あり
• [雑誌論文] The transcriptional cofactor MCAF1/ATF7IP is involved in histone gene expression and cellular senescence (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Sasai, N. Saitoh, H. Saitoh, and M. Nakao.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 87 号: 7 ページ: e68478-e68478
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0068478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular cloning and bacterial expression of the catalytic domain of the SENP1 gene of Oryzias latipes (2013)
  • 著者名/発表者名: Obata S, Yuasa E, Seki D, Kitano T, Saitoh H.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 77(8) ページ: 1788-1791
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of a human cell line stably overexpressing mouse Nip45 and characterization of Nip45 subcellular localization. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi K, Ozaki M, Kuraoka I, Saitoh H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 430(1) 号: 1 ページ: 72-77
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.11.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the C-terminal diglycine motif of SUMO-1/3. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada K, Muramatsu M, Saito D, Sato-Oka M, Saito M, Moriyama T, Saitoh H.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 76(5) ページ: 1035-1037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the C-Terminal Diglycine Motif of SUMO-1/3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada et al.
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 巻: in press
  • 査読あり
• [学会発表] DNA脱メチル化酵素TDGのSUMO化修飾による機能制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森山大志, 浦野健, 菅澤薫, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(2P-0151)
• [学会発表] 塩基除去修復反応でDNA脱メチル化を制御するDNAグリコシラーゼTDGの機能ドメインの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桝田実紗妃, 森山大志, 村上真隆, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(2P-0152)
• [学会発表] DNA脱メチル化因子Thimine DNA Glycosylase (TDG)のSUMO修飾による機能制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森山大志, 浦野健, 菅澤薫, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 第7回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂(P-54)
• [学会発表] DNA脱メチル化因子Thimine DNA Glycosylase (TDG)のSUMO修飾による機能制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森山大志、浦野健、菅澤薫、斉藤寿仁
  • 学会等名: 日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
• [学会発表] SUMO修飾とSUMO相互作用因子によるゲノムとエピゲノムの管理 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斉藤雅幸、斉藤寿仁
  • 学会等名: 日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
• [学会発表] ヒト成熟好中球トHL60細胞を用いた分葉核と脱凝縮クロマチンネットワークの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河田仁、斉藤寿仁
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] セミインタクト細胞を用いたSUMO修飾システムの制御基盤の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斉藤寿仁、湯浅映里、中山智文
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] DNA複製部位におけるヒストンシャペロンCAF1のp150サブユニットとSUMO-2/3の相互作用に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 湯浅 映里, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] DNA脱メチル化酵素TDGのSUMO化修飾による機能制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森山 大志, 浦野 健, 菅澤 薫, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 塩基除去修復反応でDNA脱メチル化を制御するDNAグリコシラーゼＴＤＧの機能ドメインの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桝田 実紗妃, 森山 大志, 村上 真隆, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] in situ SUMO化反応系を用いた核膜孔SUMO-E3リガーゼRanBP2/Nup358の活性制御に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中山 智文, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 好中球の分化と成熟に伴う細胞核の分子構造変換に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河田 仁, 菊池 亮, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] DNAトポイソメラーゼII阻害剤Etoposideで処理した染色体へのSUMO化依存的ユビキチンリガーゼRNF4の蓄積 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斉藤 雅幸, 浦野 健, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Characterization of epigenetic chromatin regulators that interact with SUMO : Toward elucidating roles of SUMO modification in 3R (2012)
  • 著者名/発表者名: Taishi Moriyama, Masayuki Saito, Yushi Yoshikai, Koji Yamada1, Kotaro Hashiguci, Takeshi Urano, Kaoru Sugasawa, Hisato Saitoh
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium
  • 発表場所: 淡路国際会議場
• [学会発表] UMO認識型ユビキチンリガーゼRNF4によるTDGグリコシラーゼを含むDNA脱メチル化酵素複合体の機能制御Elucidation of a linkage between Ubiquitin E3 Ligase RNF4 and a component of the Thymine DNA Glycosylase TDG-containing DNA demethylation complex (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉開裕司, 森山大志, 藤光由佳, 笹野貴司, 立石智, 菅澤薫, 浦野健, 岩井一宏, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡(P-221(3T18-04))
• [学会発表] DNAメチル化酵素Thymin-DNA Glycosylase (TDG)のSUMO化修飾による機能制御Regulation of the DNA-Demethylation Enzyme Thymine-DNA Glycosylase (TDG) by SUMO (2012)
  • 著者名/発表者名: 森山大志, 浦野健, 菅澤薫, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡(3P-740)
• [学会発表] NA脱メチル化因子Thymine-DNA Glycosylase(TDG)のSUMO修飾による機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森山大志, 浦野健, 菅澤薫, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡(1P-0182)
• [学会発表] 脱メチル化因子TDGのSUMO化修飾と分解による機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森山大志, 菅澤薫, 浦野健, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 第6回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 東京学術総合センター(PB22)
• [学会発表] SUMO認識型ユビキチンリガーゼRNF4によるTDGグリコシラーゼを含むDNA脱メチル化酵素複合体の機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 倉嶋愛、吉開裕司、藤光由佳、笹野貴司、立石智、菅澤薫、浦野健、岩井一宏、斉藤寿仁
  • 学会等名: 第6回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 東京学術総合センター
• [学会発表] 脱メチル化因子TDGのSUMO化修飾と分解による機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森山大志、菅澤薫、浦野健、斉藤寿仁
  • 学会等名: 第6回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 東京学術総合センター
• [学会発表] SUMOによるエピゲノム制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 斉藤寿仁
  • 学会等名: The 8th Japan-China Cooperative Life Science Symposium
  • 発表場所: 熊本大学医学部
  • 招待講演
• [学会発表] 冷却ショックによるHL-60細胞のクロマチン脱凝縮形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 河田 仁, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] セミインタクト細胞を用いた核膜孔とクロマチンテリトリーの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 斉藤 雅幸, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] DNA脱メチル化因子Thymine-DNA Glycosylase （TDG）のSUMO修飾による機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森山 大志, 浦野 健, 菅澤 薫, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] SUMOのC末端GGモチーフ変異体の作製とその発現による細胞内タンパク質の修飾制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田 紘司, 金丸 歩未, 永岡 沙祐理, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] Nip45はSUMO修飾の制御に関わりプロテアソーム阻害に応答する (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋口 耕太郎, 尾崎 真澄, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] SUMO修飾とSUMO相互作用因子によるクロマチンと核構造の制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 斉藤 雅幸, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] SUMO認識型ユビキチンリガーゼRNF4によるTDGグリコシラーゼを含むDNA脱メチル化酵素複合体の機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉開 裕司, 森山 大志, 藤光 由佳, 笹野 貴司, 立石 智, 菅澤 薫, 浦野 健, 岩井 一宏, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] SUMOのC末端GGモチーフ変異体の作製とその発現による細胞内タンパク質の修飾制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田 紘司, 金丸 歩未, 永岡 沙祐理, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] Nip45はSUMO修飾の制御に関わりプロテアソーム阻害に応答する (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋口 耕太郎, 尾崎 真澄, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] DNAメチル化酵素 Thymin-DNA Glycosylase (TDG)のSUMO化修飾による機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森山 大志, 浦野 健, 菅澤 薫, 斉藤 寿仁
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
• [学会発表] SUMO認識型ユビキチンリガーゼRNF4によるTDGを含むDNA脱メチル化複合体の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉開裕司, 藤光由佳, 笹野貴司, 立石智, 菅澤薫, 浦野健, 岩井一宏, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 第84回日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会館 (ポスター4P0396) (4T16p-6)
• [学会発表] Regulation of active DNA demethylation enzyme, the thymine DNA glycosylase TDG, by SUMOylation and ubiquitinylation (2011)
  • 著者名/発表者名: 森山大志, 浦野健, 菅澤薫, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(演題番号4T6pI-3(16日)and 3P-0066(15日))
• [学会発表] SUMO認識型ユビキチンリガーゼRNF4によるTDGグリコシラーとDNA脱メチル化の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤光由佳, 笹野貴司, 立石智, 菅澤薫, 浦野健, 岩井一宏, 斉藤寿仁
  • 学会等名: 第5回日本エピ研
  • 発表場所: KKRホテル熊本
• [学会発表] ユビキチンとSUMOのC末端GGモチーフ変異体の作製とその発現による細胞内タンパク質の修飾 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田紘司、斉藤寿仁、他
  • 学会等名: 第84回日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] SUMO認識型ユビキチンリガーゼRNF4によるTDGを含むDNA脱メチル化複合体の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉開裕司、斉藤寿仁、他
  • 学会等名: 第84回日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] Molecular mimicry between Nip45 and SUMO, and its implications for chromatin regulation (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋口耕太郎、斉藤寿仁、他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Molecular Studies on ATRA-Induced HL-60 Myeloid Leukemia Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: 河田仁、斉藤寿仁、他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] The effects of Polyethyleneimine Exposure on Chromatin and Nuclear Morphology in Digitonine-Permeabilized HeLa Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: 斉藤雅幸、斉藤寿仁
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] The C-Terminal Diglycine Motif Mutants, SUMO-1/3-AA, Form SDS-DTT-Resistant Complexes with Cellular Proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: 里岡真衣、斉藤寿仁、他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Regulation of active DNA demethylation enzyme, the thymine DNA glycosylase TDG, by SUMOylation and ubiquitinylation (2011)
  • 著者名/発表者名: 森山大志、斉藤寿仁、他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] SUMO認識型ユビキチンリガーゼRNF4によるTDGグリコシラーとDNA脱メチル化の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤光由佳、斉藤寿仁、他
  • 学会等名: 第5回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: KKRホテル熊本
• [学会発表] ヒト好中球の分化に伴う核分葉化の分子制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河田仁、斉藤寿仁、他
  • 学会等名: 第5回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: KKRホテル熊本
• [備考]
  • URL: http://www.sumo-modification.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.sumo-modification.jp/
• [産業財産権] 物質導入用液体培地及び細胞内への物質導入方法 (2011)
  • 発明者名: 王斗艶、斉藤寿仁、他
  • 権利者名: 熊本大学
  • 出願年月日: 2011
  • 外国