エタノール発酵責任遺伝子群の新規エピジェネティック制御機構の解明と応用展開

• 研究課題/領域番号: 23658281
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 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, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70218642)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: エピジェネティック / クロマチン / 転写 / 出芽酵母 / 遺伝子発現 / 細胞核 / エピジェネティクス / アクチン関連タンパク質 / クロマチンリモデリング / エピジェネティック制御

研究概要

出芽酵母のアクチン関連タンパク質(Arp)であるARP6遺伝子を欠損させ、エタノール発酵関連遺伝子の遺伝子発現変化と、遺伝子の空間配置の変化を解析した。また、Arp6を人為的に結合したクロマチンが核膜孔複合体に結合すること、ヒストンバリアントH2A.Zを人為的に結合したクロマチンが核膜タンパク質Mps3に結合することを明らかにし、これらの核膜タンパク質が遺伝子の細胞核内の空間配置に関与することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Possible involvement of LKB1-AMPK signaling in non-homologous end joining. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ui A, Ogiwara H, Nakajima S, Kanno S-I, Watanabe R, Harata M, Okayama H, Harris CC, Yokota J, Yasui A and Kohno T
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 33 号: 13 ページ: 1640-1648
  • DOI: 10.1038/onc.2013.125
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improvement of the transformation efficiency of Saccharomyces cerevisiae by altering carbon sources in pre-culture (2014)
  • 著者名/発表者名: Konishi, T., et al.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reorganization of Damaged Chromatin by the Exchange of Histone Variant H2A.Z-2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishibuchi, I. et al.
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural polymorphism in the L1 loop regions of human H2A. Z. 1 and H2A. Z. 2. (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoki Horikoshi, Koichi Sato, Keisuke Shimada, Yasuhiro Arimura, Akihisa Osakabe, Hiroaki Tachiwana, Yoko Hayashi-Takanaka, Wakana Iwasaki, Wataru Kagawa, Masahiko Harata, Hiroshi Kimura and Hitoshi Kurumizaka.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section D 巻: 69 号: 12 ページ: 2431-2439
  • DOI: 10.1107/s090744491302252x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible involvement of LKB1-AMPK signaling in non-homologous end joining (2013)
  • 著者名/発表者名: Ui. A
  • 雑誌名: oncogene 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [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., Hori T., Tanabe H., Kitamura H., Matsuda R., Tone S., Pavel H., Habermann FA., Hase JV, Cremer C., Fukagawa T, and Harata(equal first authors)
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 125 ページ: 3739-3743
  • DOI: 10.1242/jcs.103903
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高次エピゲノムと核骨格 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北村大志, 原田昌彦
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 31 ページ: 894-900
• [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] 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: Eri Ohfuchi-Maruyama 他
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 未定
  • 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 号: 1 ページ: 38-46
  • DOI: 10.4161/nucl.2.1.14510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of the transformation efficiency of Saccharomyces cerevisiae by altering carbon sources in pre-culture
  • 著者名/発表者名: Konishi, T. and Harata, M
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞分化における核内アクチンの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本浩志
  • 学会等名: 農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 生田
• [学会発表] 遺伝子欠損細胞を用いたヒストンバリアントH2A.Zの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥裕行
  • 学会等名: 農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 生田
• [学会発表] 転写およびアクチンダイナミクス制御におけるアクチンファミリーArp5, Arp8の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村上寛和
  • 学会等名: 農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 生田
• [学会発表] ヒトINO80 クロマチンリモデリング複合体による遺伝子発現の酸化ストレス応答制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 第36回分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] 「細胞核内構造体の構築原理と高次生命機能」アクチンファミリーによる細胞核・クロマチンの機能構造形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] Actin family proteins involved in the functional organization of the nucleus (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Hatata
  • 学会等名: 23th Wilhelm Bernhard Workshop on the cell nucleus
  • 発表場所: Debrecen, Hungary
  • 招待講演
• [学会発表] アクチン・ヒストン両ファミリーによる核・クロマチン機能制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 平成25年度遺伝研研究会「クロマチンによる遺伝情報のエピジェネティック制御機構」
  • 発表場所: 三島
  • 招待講演
• [学会発表] アクチン・ヒストン両ファミリーによる核・クロマチン機能制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田 昌彦
  • 学会等名: 平成25年度遺伝研研究会「クロマチンによる遺伝情報のエピジェネティック制御機構」
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトINO80クロマチンリモデリング複合体による遺伝子発現の酸化ストレス応答制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田 昌彦
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Contribution of SWR1- and INO80 chromatin remodeling complexes to the spatial positioning of DNA double-strand break. (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Harata
  • 学会等名: 酵母エピジェネティックス国際シンポジウム
  • 発表場所: 福井市
• [学会発表] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization Masahiko Harata (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Harata
  • 学会等名: Annual Meeting, American Society of Cell Biology meeting
  • 発表場所: New Orleans, USA
• [学会発表] Involvement of nuclear actin- and myosin-families in genome function (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Harata
  • 学会等名: NIH Tohoku University JSPS Symposium
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Arp4による核内アクチンダイナミクスとゲノム機能の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎祥他
  • 学会等名: 第31回 染色体ワークショップ・第12回 核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 箱根
• [学会発表] INVOLVEMENT OF THE NUCLEAR ACTIN-RELATED PROTEIN ARP4 IN THE SUBCELLULAR LOCALIZATION AND POLYMERIZATION OF ACTIN (2013)
  • 著者名/発表者名: Shota Yamazaki
  • 学会等名: 23rd Wilhelm Bernhard Workshop on the Cell Nucleus
  • 発表場所: Debrecen, Hungary
• [学会発表] Contribution of histone variant H2A.Z isoforms to transcriptional activation in hyper-acetylated chromatin (2013)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Kusakabe
  • 学会等名: 23th Wilhelm Bernhard Workshop on the cell nucleus
  • 発表場所: Debrecenm Hungary
• [学会発表] ヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの転写制御における機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 日下部将之
  • 学会等名: 第31回染色体ワークショップ・第11回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 箱根
• [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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦 他
  • 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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山 景樹 他
  • 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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀越直樹 他
  • 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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦 他
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会(招待講演)
  • 発表場所: 京都
• [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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小西辰紀 他
  • 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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕一朗 他
  • 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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日下部将之 他
  • 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] Interaction between the actin-related protein Arp6 and nuclearmyosin 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] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Harata 他
  • 学会等名: Wenner-Gren Foundations International Symposium(招待講演)
  • 発表場所: ストックホルム、スウェーデン
• [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 他
  • 学会等名: Wenner-Gren Foundations International Symposium
  • 発表場所: ストックホルム、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 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日下部将之 他
  • 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 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦 他
  • 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 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日下部将之 他
  • 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 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕一朗 他
  • 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 (2011)
  • 著者名/発表者名: 尾間由佳子 他
  • 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 (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kitamura 他
  • 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 (2011)
  • 著者名/発表者名: Noaki Horikoshi 他
  • 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 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小西辰紀 他
  • 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 (2011)
  • 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44回研究報告会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] アクチンファミリーによる細胞核・クロマチンの機能構造形成
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会シンポジウム「細胞核内構造体の構築原理と高次生命機能」
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 転写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
  • 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会第79回例会・シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Analyses of human INO80 complex involvement in gene expression regulation under oxidative stress condition
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Takahashi
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [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: The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] アクチンファミリーによって形成される核内構造とクロマチンのネットワーク
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [学会発表] Interaction Between the Actin-Related Protein Arp6 and Nuclear Myosin 1 and Their Contribution to the Nucleolus
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kitamura
  • 学会等名: The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Functional Analyses of the Human INO80 Chromatin Remodeling Complex in Genome Integrity and Oxidative Stress Response Using Gene Knockout Cells for Human Actin Family Proteins
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Takahashi
  • 学会等名: The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] The Function of SWR1- and INO80 Chromatin Remodeling Complexes in the Spatial Positioning of DNA Double-strand Break
  • 著者名/発表者名: Yukako Oma
  • 学会等名: The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] The Effect of Trichostatin A on the Dynamics of Histone H2A Variants in Mouse Somatic Cell Nuclear Transfer Embryos
  • 著者名/発表者名: Masataka Nakaya
  • 学会等名: The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Chromatin Remodeling That Take Advantage of Histone H2A.Z of Mouse Embryonic Stem Cells
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Emoto
  • 学会等名: The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Cooperative functions of actin and myosin family members in nuclear organization
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kitamura
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Research Meeting “Dynamic organization of nuclear function”
  • 発表場所: Cold Spring Harbor、アメリカ
• [学会発表] ヒストンファミリーとアクチンファミリー：クロマチン構造形成と核内空間配置におけるクロストーク
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 平成24年度遺伝研研究会「染色体ドメインの形成と機能発現機構」
  • 発表場所: 三島
  • 招待講演
• [学会発表] DNA損傷部位の核内空間配置変化におけるクロマチンリモデリング複合体の寄与
  • 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45回研究報告会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 遺伝子欠損細胞を用いたヒストンバリアントH2A.Z アイソフォームの解析
  • 著者名/発表者名: 日下部将之
  • 学会等名: 第30 回 染色体ワークショップ・第11 回 核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 淡路
• [学会発表] ヒトH2A.Z を含むヌクレオソームの機能解析
  • 著者名/発表者名: 堀越直樹
  • 学会等名: 第30 回 染色体ワークショップ・第11 回 核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 淡路
• [学会発表] ゲノム安定性維持における細胞核構造の寄与の解析
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 第30 回 染色体ワークショップ・第11 回 核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 淡路
• [学会発表] エピジェネティック制御における核内アクチン骨格の関与の解析
  • 著者名/発表者名: 山崎 祥他
  • 学会等名: 第30 回 染色体ワークショップ・第11 回 核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 淡路
• [学会発表] 細胞骨格および細胞核におけるアクチンファミリーの機能とがん細胞の特徴
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [学会発表] 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性維持機構の解析
  • 著者名/発表者名: 高橋裕一朗
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] アクチンのダイナミクスがエピジェネティック制御に及ぼす影響の解析
  • 著者名/発表者名: 山崎祥他
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] DNA損傷部位の核内空間配置変化におけるクロマチンリモデリング複合体および核膜タンパク質の寄与
  • 著者名/発表者名: 小西辰紀
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
• [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: Gordon Research Conference “Chromatin Structure & Function”
  • 発表場所: Lucca, Italy
• [学会発表] Structural and Biochemical Analysis of Nucleosomes Containing H2A.Z
  • 著者名/発表者名: Naoki Horikoshi
  • 学会等名: The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: 福岡
• [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 他
  • 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」(招待講演)
  • 発表場所: 三島
• [図書] 染色体と細胞核のダイナミクス. 第7 章「核タンパク質と核骨格」(平岡泰, 原口徳子編) (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 出版者: 化学同人(印刷中)
• [図書] 染色体と細胞核のダイナミクス-DNAを操る細胞の仕組み- 原口徳子・平岡泰編 第11章 核骨格と核タンパク質 p169-p183 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 総ページ数: 236
  • 出版者: 化学同人
• [図書] ベーシックマスター分子生物学（改訂版） 東中川徹、大山隆、清水光弘編 第8章 翻訳の調節 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 総ページ数: 439
  • 出版者: オーム社
• [図書] 染色体と細胞核のダイナミクス. （平岡泰、原口徳子編） (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田昌彦
  • 出版者: 化学同人
• [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: 豊水正昭, 牧野周, 原田昌彦, 金山喜則, 遠藤宣成, 中嶋正道
  • 出版者: 東北大学出版会
• [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 他
  • 総ページ数: 226
  • 出版者: 東北大学出版会
• [備考]
  • URL: http://www.harata-lab.org/