クロマチンループ構造の人為的改変による核内構造の操作

• 研究課題/領域番号: 25650014
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 正井 久雄 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 副所長 (40229349)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: Rif1タンパク質 / クロマチンループ / 核内染色体構造 / 複製タイミング / グアニン4重鎖構造 / 核膜 / グアニン４重鎖構造 / 転写 / 染色体核内配置 / Rif1 / タンパク質 / 組換え

研究成果の概要

本研究では、保存された核因子Rif1を用いてクロマチンループ構造の人為的改変を介して核内構造を操作し、細胞の機能改変を誘導する新規技法を開発する。
Rif1はG-richの共通保存配列に依存して形成されるG4構造に特異的に結合する。Rif1タンパク質はC端271aaでG4構造に結合し、C端近傍の保存配列がG4結合に必要である。この配列はRif1の多量体形成にも必要であった。分裂酵母でRif1を増産すると核内染色体構造の異常が誘導され、著しい増殖阻害が観察される。Rif1がhigh affinityで結合するG4形成配列を特定の部位に導入することによる染色体機能の変換を現在試みている。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of conserved arginine residues on Cdt1 that affect licensing activity and interaction with Geminin or Mcm complex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhiying You, Koji L. Ode, Haruhiko Takisawa, and *Hisao Masai
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fork restart protein, PriA, binds around oriC after depletion of nucleotide precursors: Replication fork arrest near the replication origin. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Nishito Y, *Masai H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 470 号: 3 ページ: 546-551
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.01.108
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Epigenetic Regulation of the Blimp-1 Gene (Prdm1) in B Cells Involves Bach2 and Histone Deacetylase 3* (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H
  • 雑誌名: JBC 巻: 291 号: 12 ページ: 6316-6330
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.713842
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Phosphorylation of TAR DNA-binding Protein of 43 kDa (TDP-43) by Truncated Casein Kinase 1δ Triggers Mislocalization and Accumulation of TDP-43. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nonaka T, Suzuki G, Tanaka Y, Kametani F, Hirai S, Okado H, Miyashita T, Saitoe M, Akiyama H, Masai H, Hasegawa M.
  • 雑誌名: The journal of Biological Chemistry 巻: 291 号: 11 ページ: 5473-83
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.695379
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Claspin recruits Cdc7 kinase for initiation of DNA replication in human cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Chi-Chun Yang, Masahiro Suzuki, Shiori Yamakawa, Syuzi Uno, Ai Ishii, Satoshi Yamazaki, Rino Fukatsu, Ryo Fujisawa, Kenji Sakimura3, Toshiki Tsurimoto, *Hisao Masai
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: TBA
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rif1はグアニン４重鎖構造を介して染色体に結合し、広範囲に複製を抑制する (2016)
  • 著者名/発表者名: 加納 豊、松本 清治、正井 久雄
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 34-no.3 ページ: 458-461
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CDC28 phosphorylates Cac1p and regulates the association of Chromatin Assembly Factor I with chromatin. (2015)
  • 著者名/発表者名: Jeffery, D., Kakusho, N., You, Z., Gharib, M., Wyse, B., Drury, E., Weinreich, M., Thibault, P. Verreault, A., Masai, H. and *Yankulov, K.
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 14 号: 1 ページ: 74-85
  • DOI: 10.4161/15384101.2014.973745
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Definition of the transcription factor TdIF1 consensus binding sequence through genome-wide mapping of its binding sites. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Koiwai, Takashi Kubota, Nobuhisa Watanabe, Katsutoshi Hori, Osamu Koiwai and Hisao Masai
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 20 号: 3 ページ: 242-254
  • DOI: 10.1111/gtc.12216
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The DNA-Binding Domain of S. pombe Mrc1 (Claspin) Acts to Enhance Stalling at Replication Barriers. (2015)
  • 著者名/発表者名: Zech, J., Godfrey, E.L., Masai, H., Hartsuiker, E. and *Dalgaard, J.Z.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 7 ページ: e0132595-e0132595
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0132595
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] BTB-ZF Protein Znf131 Regulates Cell Growth of Developing and Mature T Cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Iguchi T, Aoki K, Ikawa T, Taoka M, Taya C, Yoshitani H, Toma-Hirano M, Koiwai O, Isobe T, Kawamoto H, Masai H, Miyatake S.
  • 雑誌名: The Journal of Immunology 巻: 195 号: 3 ページ: 982-93
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1500602
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rif1 binds to G-quadruplexes and suppresses replication over long distances. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kanoh, Seiji Matsumoto, Rino Fukatsu, Naoko Kakusho, Nobuaki Kono, Claire Renard-Guillet, Koji Masuda, Keisuke Iida, Kazuo Nagasawa, Katsuhiko Shirahige, and *Hisao Masai
  • 雑誌名: Nature Struct. Mol. Biol. 巻: 22 号: 11 ページ: 889-897
  • DOI: 10.1038/nsmb.3102
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rif1はグアニン4重鎖構造を形成するDNAを介して染色体へ結合し複製の開始を広範囲にわたり抑制する (2015)
  • 著者名/発表者名: 加納 豊、松本 清治、正井 久雄
  • 雑誌名: ライフサイエンス 新着論文レビュー 巻: -
• [雑誌論文] NCOA4 Transcriptional Coactivator Inhibits Activation of DNA Replication Origins. (2014)
  • 著者名/発表者名: Bellelli, R., Castellone, M.D., Guida, T., Limongello, R., Dathan, N.A., Merolla, F., Cirafici, A.M., Affuso, A., Masai, H., Costanzo, V., Grieco, D., Fusco, A., Santoro, M., and Carlomagno, F.
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 55 号: 1 ページ: 123-137
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2014.04.031
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation and roles of Cdc7 kinase under replication stress. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamada, M., Masai, H., and Bartek, J.
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 13 号: 12 ページ: 1859-1866
  • DOI: 10.4161/cc.29251
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell cycle synchronization and flow cytometry analysis of mammalian cell. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshizawa-Sugata, N. and Masai, H.
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1170 ページ: 279-293
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-0888-2_13
  • ISBN: 9781493908875, 9781493908882
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ATM in prevention of genomic instability. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 13 号: 6 ページ: 882-883
  • DOI: 10.4161/cc.28216
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Temporal and spatial regulation of eukaryotic DNA replication: from regulated initiation to genome-scale timing program. (2014)
  • 著者名/発表者名: Renard-Guillet, C., Kanoh, Y., Shirahige, K., and Masai, H.
  • 雑誌名: Seminars in Cell & Developmental Biology, 巻: 30 ページ: 110-120
  • DOI: 10.1016/j.semcdb.2014.04.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] "Cell cycle synchronization and flow cytometry analysis of mammalian cell." (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshizawa-Sugata, N. and Masai, H
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATR-Chk1-APC/CCdh1-dependent stabilization of Cdc7-ASK(Dbf4) kinase complex is required for DNA damage bypass under replication stress. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada, M., Watanabe, K., Mistrik, M., Mailand, N., Lee, M-H., Masai, H., Lukas, J. and Bartek, B.
  • 雑誌名: Genes and Development 巻: 27 号: 22 ページ: 2459-72
  • DOI: 10.1101/gad.224568.113
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] "MCM helicase interacts with primase and stimulates its priming activity." (2013)
  • 著者名/発表者名: You, Z., De Falco, S., Pisani, F.M. and Masai, H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 8 ページ: e72408-e72408
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0072408
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Human Tim/Tipin Complex Directly Interacts with DNA Polymerase {epsilon} and Stimulates its Synthetic Activity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Aria, V., De Felice, M., Di Perna, R., Uno, S., Masai, H., Syvaoja, J.E., van Loon, B., Hubscher, U. and Pisani, F.M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 18 ページ: 12742-12752
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.398073
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of epigenetic stability and conversions in Saccharomyces cerevisiae reveals a novel role of CAF-I in position-effect variegation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jeffery, D.C., Wyse, B.A., Rehman, M.A., Brown, G.W., You, Z., Oshidari, R., Masai, H. and Yankulov, K.Y.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 41 号: 18 ページ: 8475-8488
  • DOI: 10.1093/nar/gkt623
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Replication timing regulation of eukaryotic replicons: Rif1 as a global regulator of replication timing. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, S. Hayano, M. and Masai, H.
  • 雑誌名: Trends in Genetics 巻: 29 号: 8 ページ: 449-460
  • DOI: 10.1016/j.tig.2013.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A personal reflection on the Replicon Theory: from R1 plasmid to replication timing regulation in human cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Masai, H.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 425 号: 23 ページ: 4663-4672
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2013.03.039
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of chromosome dynamics by Hsk1 kinase (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, S. and Masai, H.
  • 雑誌名: Biochemical Society Transactions 巻: 41 号: 6 ページ: 1712-1719
  • DOI: 10.1042/bst20130217
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Interaction with G-quadruplex structures forms a basis for Rif1-mediated regulation of DNA replication, transcription and chromatin architecture (2015)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄、加納 豊、松本 清治、覺正 直子、深津 理乃、森山 賢治、河野 暢明、飯田 啓介、長澤 和夫、増田 晃士、Claire Renard-Guillet、白髭 克彦、山崎 聡志、吉沢 直子
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Roles of G-quadruplex structures in regulation of DNA replication. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai, Yutaka Kanoh, Taku Tanaka, Kenji Moriyama, Yumika Seki, Seiji Matsumoto, Rino Fukatsu, Naoko Kakusho, Satoshi Yamazaki, Yumeka Matsushima, Naoko Yoshizawa, Keisuke Iida, Kazuo Nagasawa
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Meeting EUKARYOTIC DNA REPLICATION & GENOME MAINTENANCE
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, New York,USA
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Interaction of Rif1 and G-quadruplex forms a basis of Rif1-mediated chromatin regulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai, Rino Fukatsu, Naoko Kakusho, Yutaka Kanoh, Kenji Moriyama
  • 学会等名: The 8th international fission yeast meeting (Pombe2015)
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ゲノムDNA複製制御のメカニズム：生物種を超えた統一像と多様性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会 (パシフィコ横浜)ワークショップ
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of mammalian Mcm helicase complexes, (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai, You Zhiying, Koji L. Ode, Naoko Kakusho, Rino Fukatsu, and Haruhiko Takisawa
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会シンポジウム「ゲノムを支えるDNAヘリカーゼの動態を探求する新たな研究展開」
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] 染色体DNA複製プログラムの制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「染色体伝承の分子背景：複製から染色体分離まで」
  • 発表場所: 大阪大学（大阪）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of DNA replication program in fission yeast and human cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: Marco Foiani（Italy, Milan）教授の招聘により IFOM Foundation – F.I.R.C. Institute of Molecular Oncology Foundationで講演
  • 発表場所: Italia, Milan
  • 年月日: 2014-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Mrc1/Claspinの分子内相互作用による活性制御および新規機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄
  • 学会等名: 九州大学 大学院薬学研究院 招聘研究セミナー
  • 発表場所: 九州大学（福岡）
  • 年月日: 2014-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of replication program in fission yeast and human cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: Peking University（特別招聘講演）
  • 発表場所: Peking University（中国）
  • 年月日: 2014-05-16
  • 招待講演
• [学会発表] "染色体DNA複製プログラムの制御機構と起源・進化" (2014)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄、田中 卓、加納 豊、山崎 聡志、松本 清治、吉沢 直子、松嶋 夢叶
  • 学会等名: The 2nd Symposium of Cell Cycle Control and Cell Fate (第２回 細胞周期制御と細胞運命 シンポジウム)（招待特別講演）
  • 発表場所: 浜松
  • 招待講演
• [学会発表] "Control of origin firing timing in fission yeast cells" (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: EMBO Conference "Pombe 2013: 7th International Fission Yeast Meeting"
  • 発表場所: London UK
  • 招待講演
• [学会発表] Introductory Remarks (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: 86th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [学会発表] “Chromatin architecture that regulates replication timing of eukaryotic chromosomes.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai, Yutaka Kanoh, Satoshi Yamazaki, Motoshi Hayano, Naoko Yoshizawa, Kenji Moriyama, Yumeka Matsushima, Naoko Kakusho, and Rino Fukatsu
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会事務局 インターナショナルセッション『Assembly and architecture of protein complexes regulating inheritance and stable maintenance of genome』
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [学会発表] レプリコン仮説５０周年 (2013)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄
  • 学会等名: 第36回（2013年）日本分子生物学会年会，ワークショップ 『レプリコン仮説50周年：染色体複製装置の形成とその活性の時空間制御』
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [学会発表] "Rif1: a potential global regulator of DNA replication, DNA repair, and recombination." (2013)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄、山崎 聡志、Lai Mongsing、Foiani Marco、吉沢 直子、加納 豊、松本 清治、森山賢治、覺正 直子、深津 理乃、松嶋 夢叶、河野 暢明、Renard-Guillet Claire
  • 学会等名: 第36回（2013年）日本分子生物学会年会，ワークショップ 『DNA二重鎖切断のend-resectionと修復機構の選択・制御』
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [図書] The Initiation of DNA Replication in Eukaryotes "Rif1, a conserved chromatin factor regulating DNA replication, DNA repair and transcription." (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoko Yoshizawa, Satoshi Yamazaki, and *Hisao Masai
  • 総ページ数: 623
  • 出版者: Springer
• [図書] DNA Replication, Recombination, and Repair "DNA Replication Timing: Temporal and Spatial Regulation of Eukaryotic DNA Replication." (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayano, M., Matsumoto, S. and *Masai, H.
  • 総ページ数: 555
  • 出版者: Springer
• [図書] DNA Replication, Recombination and Repair: Molecular Mechanisms and Pathology (2015)
  • 著者名/発表者名: Motoshi Hayano, Seiji Matsumoto and Hisao Masai
  • 出版者: Springer