染色体安定性を保障するセントロメア形成に必須なヒストン修飾機構

• 研究課題/領域番号: 26440190
• 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: 遺伝・染色体動態
• 研究機関: 大阪大学 (2015-2016); 国立遺伝学研究所 (2014)
• 研究代表者: 堀 哲也 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (70550078)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: セントロメア / ヒストン修飾 / エピジェネティックス / エピジェネティクス

研究成果の概要

動原体構築を制御する仕組みの解明を目的として、セントロメア領域に特異的なヒストン修飾を同定し、その役割について解析を行なった。網羅的なChIP-seq解析を行い、H4K20のモノメチル化修飾(H4K20me1)がセントロメアに存在することを発見し、この修飾が機能的な動原体構築に必須であることを明らかにした。また、H4K5とH4K12のアセチル化修飾(H4K5ac, H4K12ac)が、クロマチンに導入される前のCENP-A-ヒストンH4複合体に特異的に入ることを発見し、これら修飾がCENP-Aのセントロメア領域への正確な取り込み過程に必須であることを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] スタンフォード大学(米国)
• [国際共同研究] University of Edinburgh(United Kingdom)
• [雑誌論文] Constitutive centromere-associated network controls centromere drift in vertebrate cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Hori, T. Kagawa, N. Toyoda, A. Fujiyama, A. Misu, S. Monma, N. Makino, F. Ikeo, K. Fukagawa, T.
  • 雑誌名: The Journal of cell biology 巻: 1 号: 1 ページ: 101-113
  • DOI: 10.1083/jcb.201605001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Acetylation of histone H4 lysine 5 and 12 is required for CENP-A deposition into centromeres (2016)
  • 著者名/発表者名: Shang, W. H. Hori, T. Westhorpe, F. G. Godek, K. M. Toyoda, A. Misu, S. Monma, N. Ikeo, K. Carroll, C. W. Takami, Y. Fujiyama, A. Kimura, H. Straight, A. F. Fukagawa, T.
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 7 号: 1 ページ: 13465-13465
  • DOI: 10.1038/ncomms13465
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chromatin determinants of the inner-centromere rely on replication factors with functions that impart cohesion. (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe T, Kawasumi, R. Arakawa, H. Hori, T. Shirahige, K. Losada, A. Fukagawa, T. Branzei, D.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 7 号: 42 ページ: 67934-67947
  • DOI: 10.18632/oncotarget.11982
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic complementation analysis showed distinct contributions of the N-terminal tail of H2A.Z to epigenetic regulations. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kusakabe M, Oku H, Matsuda R, Hori T, Muto A, Igarashi K, Fukagawa T, Harata M
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 21 号: 2 ページ: 122-135
  • DOI: 10.1111/gtc.12327
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chromatin binding of RCC1 during mitosis is important for its nuclear localization in interphase. (2016)
  • 著者名/発表者名: Furuta M, Hori T, Fukagawa T
  • 雑誌名: Molecular biology of the cell 巻: 27 号: 2 ページ: 371-381
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-07-0497
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-proteome genetic analysis of dependencies in assembly of a vertebrate kinetochore. (2015)
  • 著者名/発表者名: Samejima I, Spanos C, Alves Fde L, Hori T, Perpelescu M, Zou J, Rappsilber J, Fukagawa T, Earnshaw WC
  • 雑誌名: The Journal of cell biology 巻: 211 号: 6 ページ: 1141-1156
  • DOI: 10.1083/jcb.201508072
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dynamic changes in CCAN organization through CENP-C during cell-cycle progression. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagpal H, Hori T, Furukawa A, Sugase K, Osakabe A, Kurumizaka H, Fukagawa T
  • 雑誌名: Molecular biology of the cell 巻: 26 号: 21 ページ: 3768-3776
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-07-0531
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HJURP is involved in the expansion of centromeric chromatin. (2015)
  • 著者名/発表者名: Perpelescu M, Hori T, Toyoda A, Misu S, Monma N, Ikeo K, Obuse C, Fujiyama A, Fukagawa T
  • 雑誌名: Molecular biology of the cell 巻: 26 号: 15 ページ: 2742-2754
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-02-0094
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Histone H4 Lys 20 monomethylation of the CENP-A nucleosome is essential for kinetochore assembly. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hori, T., Shang, W.H., Toyoda, A., Misu, S., Monma, N., Ikeo, K., Molina, O., Vargiu, G., Fujiyama, A., Kimura, H., Earnshaw, W.C., Fukagawa, T.
  • 雑誌名: Dev Cell 巻: 29 号: 6 ページ: 740-749
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The CENP-O complex requirement varies among different cell types. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kagawa, N., Hori, T., Hoki, Y., Hosoya, O., Tsutsui, K., Saga, Y., Sado, T., and *Fukagawa, T.
  • 雑誌名: Chrom. Research 巻: in press 号: 3 ページ: 293-303
  • DOI: 10.1007/s10577-014-9404-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] セントロメアクロマチンの維持メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀 哲也、香川尚子、深川竜郎
  • 学会等名: 第３４回染色体ワークショップ・第１５回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: かずさアカデミアホール (千葉県木更津市）
  • 年月日: 2017-01-11
• [学会発表] Dynamic Epigenetic Drift of Vertebrate Centromere (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori, Naoko Kagawa, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Sadahiko Misu, Norikazu Monma, Fumiaki Makino, Kazuho Ikeo, Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: 第39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: 2016-11-30
• [学会発表] ネオセントロメア形成領域における染色体3D構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村浩平、堀 哲也、古宮正隆、伊藤武彦、深川竜
  • 学会等名: 第39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: 2016-11-30
• [学会発表] クライオ電顕によるCENP-H複合体の構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牧野文信、マッキンリー カラ、原昌稔、堀哲也、加藤貴之、チーズマン イアン、難波啓一、深川竜郎
  • 学会等名: 第39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: 2016-11-30
• [学会発表] Regulation of the kinetochore protein network (2016)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Hara, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: 第39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: 2016-11-30
• [学会発表] Dynamic Centromere Drift in Vertebrate Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori, Naoko Kagawa, Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: The 12th International Congress of Cell Biology
  • 発表場所: プラハ（チェコ）
  • 年月日: 2016-07-21
  • 国際学会
• [学会発表] Centromere Chromatin Dynamics in the Vertebrate cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori, Naoko Kagawa, Atsushi Toyoda, Sadahiko Misu, Norikazu Monma, Kazuho Ikeo, Asao Fujiyama and Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 人工セントロメアを創ると分かるセントロメアの形成メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀 哲也
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会 8.0
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2015-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] Chromatin Dynamics of Vertebrate Centromere (2015)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori
  • 学会等名: International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
  • 発表場所: 淡路夢舞台（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] H4K20me1 of the CENP-A nucleosome is essential for the centromere formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori, Wei-Hao Shang, Atsushi Toyoda, Kazuho Ikeo, Asao Fujiyama, Hiroshi Kimura, William Earnshaw, Tatsuo Fukagawa
  • 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 – 2014-11-27
• [学会発表] Molecular switch for kinetochore assembly (2014)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori
  • 学会等名: 第86回日本遺伝学会大会 公開国際シンポジウム
  • 発表場所: 長浜バイオ大学（滋賀県長浜市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] H4K20me1 of the CENP-A nucleosome is essential for kinetochore assembly (2014)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hori
  • 学会等名: Gordon research conference on centromere biology
  • 発表場所: Boston (USA)
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-08-01
• [備考] セントロメアは動くことができる
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/hori-fukagawa-20161209/
• [備考] 遺伝子が次世代へ伝わるメカニズムを解明 - 遺伝子伝達異常を防ぐ抗がん剤開発に期待 -
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/shang-fukagawa-20161104/
• [備考] セントロメアタンパク質の細胞周期におけるダイナミックな構成変化
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/nagpal-fukagawa-20150909/
• [備考] 染色体のセントロメア形成に関わる分子スイッチを発見（プレスリリース）
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1468/1527.html
• [備考] 染色体の「眼」に、仕上げのひと筆ーセントロメア形成のスイッチとなるヒストン修飾を発見
  • URL: http://www.nig.ac.jp/section/intindex/1531.html