Rif1タンパク質による複製、組換え、修復，転写などの包括的制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26251004
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 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): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 40,430千円 (直接経費: 31,100千円、間接経費: 9,330千円); 2016年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円); 2015年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円); 2014年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
• キーワード: 複製タイミング / グアニン４重鎖 / クロマチンループ / 染色体高次構造 / 非相同末端結合 / Rif1タンパク質 / ES細胞 / 転写 / 組換え修復 / グアニン４重鎖DNA / G4 DNA / 染色体 / 核 / DNA複製 / 組換え / 修復 / DNA結合

研究成果の概要

分裂酵母Rif1はその結合部位(Rif1BS)に保存されるグアニンの連続配列(Rfif1CS)に依存してクロマチンに結合し、その近傍100kbに渡り複製開始を抑制する。・Rif1BSはRif1CSに依存してグアニン4重鎖(G4)を形成する。・精製Rif1は多量体を形成しG4に特異的に結合する。・Rif1はC端に依存して核膜に局在する。・B細胞の免疫グロブリンのクラススイッチ及びT 細胞受容体再編成に要求される。・ES細胞では2細胞期特異的遺伝子群の転写を抑制する。これらから、Rif1はG4結合を介して核膜近傍に、複製、転写、修復などを制御するクロマチンドメインを形成する可能性を提唱した。

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: You Z, Ode KL, Shindo M, Takisawa H, Masai H.
  • 雑誌名: Cell Cycle. 巻: 15 号: 9 ページ: 1213-1226
  • DOI: 10.1080/15384101.2015.1106652
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] Overexpression of eIF5 or its protein mimic 5MP perturbs eIF2 function and induces ATF4 translation through delayed re-initiation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kozel C, Thompson B, Hustak S, Moore C, Nakashima A, Singh CR, Reid M, Cox C, Papadopoulos E, Luna RE, Anderson A, Tagami H, Hiraishi H, Slone EA, Yoshino KI, Asano M, Gillaspie S, Nietfeld J, Perchellet JP, Rothenburg S, Masai H, Wagner G, Beeser A, Kikkawa U, Fleming SD, Asano K.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 44 号: 18 ページ: 8704-8713
  • DOI: 10.1093/nar/gkw559
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Claspin recruits Cdc7 kinase for initiation of DNA replication in human cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yang CC, Suzuki M, Yamakawa S, Uno S, Ishii A, Yamazaki S, Fukatsu R, Fujisawa R, Sakimura K, Tsurimoto T, Masai H.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 7 号: 1 ページ: 12135-12135
  • DOI: 10.1038/ncomms12135
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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] 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
• [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] Building up the machinery for DNA replication. (2015)
  • 著者名/発表者名: *Masai, H.
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 14 号: 19 ページ: 3011-3012
  • DOI: 10.1080/15384101.2015.1084195
  • 査読あり / 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: -
  • オープンアクセス
• [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] 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] 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 ページ: 1859-1866
  • 査読あり / 国際共著 / 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 (2016)
  • 著者名/発表者名: Masai, H., (他8名)
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia conference on DNA Metabolism, Genomic Stability and Human Disease
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Biological roles of G-quadruplex structures (2016)
  • 著者名/発表者名: Masai, H.
  • 学会等名: 14th IGAKUKEN International Symposium IGAKUKEN Summit for Japan and Korea Science Leaders 2016
  • 国際学会
• [学会発表] グアニン４重鎖構造の生物学的意義Molecular basis of chromosome and genome instability in cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: Masai, H.
  • 学会等名: HiHA 第 6 回 Workshop Hiroshima Research Center for Healthy Aging
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸菌の第二の複製システムから考える複製システムの進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄
  • 学会等名: 日本進化学会 第18回東京大会、シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸菌染色体の第二の複製システム (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 卓、関 由美香、正井 久雄
  • 学会等名: 第88回日本遺伝学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] グアニン４重鎖の形成と、その認識タンパク質との相互作用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄, (他5名)
  • 学会等名: 第89回 日本生化学会大会
• [学会発表] グアニン４重鎖構造の生物学的意義 Biological Roles of G-quadruplex (2016)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] グアニン４重鎖構造の普遍的生物学的意義の解明に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄、(他14名)
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [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 (Conserved mechanisms and diversity of genome DNA replication: from bacteria to human) (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
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25
  • 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
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] 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 (2014)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-10-15
• [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（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2014-09-25
  • 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
• [備考] 公益財団法人東京都医学総合研究所ゲノム動態プロジェクト
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/genome/