ゲノムＤＮＡのメチル化模様継承を調節する酵素の構造生物学的分子基盤研究

• 研究課題/領域番号: 23770145
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 竹下 浩平 大阪大学, たんぱく質研究所, 招へい研究員 (80346808)
• 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: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: DNAメチルトランスフェラーゼ１ / X線結晶構造解析 / エピジェネティクス / メチル化模様維持

研究概要

ゲノムDNAのシトシン塩基のメチル化は遺伝子発現を抑制するエピジェネティックな機構である。DNA複製直後の新生鎖上のシトシンは非メチル化状態であるヘミメチル化DNAとなっている。Dnmt1はヘミメチル化DNAを認識し完全なメチル化状態へと修復する。我々はマウスDnmt1のＸ線結晶構造解析に成功し、その構造情報をもとに基質複合体の結晶構造解析に取り組み、基質複合体の調製に成功した。また完全長Dnmt1の結晶構造解析にも取り組み、約3.8Åでの結晶構造解析に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] The DNA methyltransferase Dnmt1 directly interacts with the SET and RING finger-associated (SRA) domain of the multifunctional protein Uhrf1 to facilitate accession of the catalytic center to hemi-methylated DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Berkyurek AC, Suetake I, Arita K, Takeshita K, Nakagawa A, Shirakawa M, Tajima S
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289(1) 号: 1 ページ: 379-86
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.523209
  • NAID: 120006770872
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The DNA methyltransferase Dnmt1 directly interacts with the SET and RING finger associated (SRA) domain of the multifunctional protein Uhrf1 to facilitate accession of the catalytic center to hemi-methylated DNA. (2014)
  • 著者名/発表者名: A. C. Berkyurek, I. Suetake, K. Arita, K. Takeshita, A. Nakagawa, M. Shirakawa, and S. Tajima.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 号: 7 ページ: 379-386
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.528893
  • NAID: 120006770872
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structual insight into maintenance methylation by mouse DNA methyltransferase(Dnmt1) (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K, Suetake I, Yamashita E, Suga M, Narita H, Nakagawa A, and Tajima S
  • 雑誌名: PNAS 巻: 108 号: 22 ページ: 9055-9059
  • DOI: 10.1073/pnas.1019629108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural insight into maintenance methylation by mouse DNA methyltransferase 1 (Dnmt1) (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshita, K., Suetake, I., Yamashita, E., Suga, M., Narita, H., Nakagawa, A., Tajima, S.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 巻: 108 ページ: 9055-9059
  • 査読あり
• [学会発表] Dnmt1（RFTS）とUhrf1（SRA）の相互作用によりDNAは触媒中心に近づけるようになる (2014)
  • 著者名/発表者名: アーメット・キャン・ベルキュレック、末武 勲、有田 恭平、竹下 浩平、中川 敦史、白川 昌宏、田嶋 正二
  • 学会等名: 第8回エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 伊藤国際学術研究センター（東京大学構内）
• [学会発表] Dnmt1によるDNA維持メチル化活性は領域の大きな再配置を伴う反応である (2012)
  • 著者名/発表者名: 末武勲、中村達郎、ベルキュレクアハメトジャン、竹下浩平、中川敦史、田嶋正三
  • 学会等名: 第6回日本エヒジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 学術総合センター
• [学会発表] Dnmt1のX線結晶構造から考察する維持メチル化機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平
  • 学会等名: 神経科学と構造生物学の融合J(大阪大学蛋白質研究所セミナー・包括脳ネットワーク研究会)
  • 発表場所: (岡崎コンファレンスセンター)
• [学会発表] X線結晶構造から見るDnmt1のエピジエネティックマーク継承のメカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平、末武勲、山下栄樹、菅倫寛、成田宏隆、中川敦史、田嶋正三
  • 学会等名: 第49回生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学書写キャンパス
• [学会発表] Structural insight into maintenance methylation by mouse DNA methyltransferase 1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K, Suetake, I., Yamashita, E., Suga, Narita, H., Nakagawa, A., Tajima S.
  • 学会等名: International Union of Crystallography (IUCr)
  • 発表場所: Madrid Spain
• [学会発表] Dnmt1によるメチル化模様維持機構に関する構造生物学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平、末武勲、山下栄樹、菅倫寛、成田宏隆、中川敦史、田嶋正三
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポミーク
• [学会発表] X線結晶構造から考察するDnmt1による維持メチル化機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平、末武勲、山下栄樹、菅倫寛、成田宏隆、中川敦史、田嶋正三
  • 学会等名: 第5回日本エヒジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: KKR熊本
• [学会発表] Dnmt1によるメチル化模様維持機構に関する構造生物学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平、末武勲、山下栄樹、菅倫寛、成田宏隆、中川敦史、田嶋正二
  • 学会等名: 第１１回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] Ｘ線結晶構造から見るDnmt1のエピジェネティックマーク継承のメカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平、末武勲、山下栄樹、菅倫寛、成田宏隆、中川敦史、田嶋正二
  • 学会等名: 第49回生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学書写キャンパス
• [学会発表] Dnmt1のX線結晶構造から考察する維持メチル化機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平、末武勲、山下栄樹、菅倫寛、成田宏隆、中川敦史、田嶋正二
  • 学会等名: 第２回 神経科学と構造生物学の融合(招待講演)
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター中会議室
• [学会発表] Ｘ線結晶構造から考察するDnmt1による維持メチル化機構
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平、末武勲、山下栄樹、菅倫寛、成田宏隆、中川敦史、田嶋正二
  • 学会等名: 第５回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: KKRホテル熊本
• [学会発表] Structural insight into maintenance methylation by mouse DNA methyltransferase 1
  • 著者名/発表者名: Takeshita, K., Suetake, I., Yamashita, E., Suga, M., Narita, H., Nakagawa, A., Tajima, S.
  • 学会等名: International Union of Crystallography (IUCr)
  • 発表場所: Madrid Spain
• [備考] 大阪大学蛋白質研究所・最新研究成果(2011) Structural insight into maintenance methylation by mouse Dnmt1
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/jpn/achievement/papers/the-dna-methyltransferase-dnmt.php
• [備考] 大型放射光施設SPring-8プレスリリース・トピックス(2011)ゲノムのメチル化模様維持を触媒する酵素の立体構造を解明-がん細胞を制御する創薬の開発につながる-(プレスリリース)
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2011/110426/
• [備考] 発表論文
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/jpn/achievement/papers/structural-insight-into-mainte.php
• [備考] ゲノムのメチル化模様維持を触媒する酵素の立体構造を解明－がん細胞を制御する創薬の開発につながる－
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2011/110426