核内足場クロマチン構造を介したncRNA, IPWの作動機序の解明

• 研究領域: ノンコーディングRNAネオタクソノミ
• 研究課題/領域番号: 15H01470
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 堀家 慎一 金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (40448311)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: ノンコーディングRNA / エピジェネティクス / クロマチン / 核マトリクス / ncRNA / インプリンティング / 核内構造 / ゲノムインプリンティング / クロマチン構造 / DNA-FISH

研究実績の概要

現在までに10,000種類にも及ぶノンコーディングな転写産物が同定されているが，これらの分子群が遺伝子の数だけでは説明できないヒトのもつ多様性や複雑さを生み出すための巧妙な遺伝子発現制御を担っている可能性が示唆されている。ノンコーディングな転写産物の中でもmiRNAやpiRNAなどのsmall RNAはこれまでの精力的な研究によりその作用機序が詳細に明らかにされているのに対し，200nt以上の長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)と呼ばれる分子群の作用機序については，未だ不明な点が数多く存在する。最近の研究から核マトリクス(MAR)結合タンパク質，SATB1やhnRNP U/SAF-Aを介したlncRNAの作用機序が提唱され，lncRNAの局所的な染色体領域へ作用には何らかの足場構造(核マトリクス)なるものが関与している可能性が強く示唆された。我々は，15q11-q13領域のゲノムインプリンティングの発現制御機構を解析する中で，インプリンティングセンターから転写されるncRNA，SNORD116HGが周囲の脱凝集したクロマチンを足場に，IC から1Mb離れたMAGEL2, NDN遺伝子領域の核内配置の制御に関わっていることを明らかにしてきた。非常に興味深いことに， Satb1欠損細胞株において，15q11-q13領域のクロマチン脱凝集はコンパクトになり，且つMAGEL2, NDN遺伝子の発現も低下した。つまり，ncRNA，SNORD116HGはSatb1により作り出された脱凝集したクロマチンを足場に遠位のMAGEL2, NDN遺伝子領域作用している可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] University of California, Davis/University of California, Sanfrancisco(米国)
• [国際共同研究] カリフォルニア大学デービス校/フロリダ大学/カリフォルニア大学サンフランシスコ校(米国)
• [雑誌論文] Cumulative Impact of Polychlorinated Biphenyl and Large Chromosomal Duplications on DNA Methylation, Chromatin, and Expression of Autism Candidate Genes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Dunaway KW, Islam MS, Coulson RL, Lopez SJ, Vogel Ciernia A, Chu RG, Yasui DH, Pessah IN, Lott P, Mordaunt C, Meguro-Horike M, Horike SI, Korf I, LaSalle JM.
  • 雑誌名: Cell Report 巻: 17 号: 11 ページ: 3035-3048
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.11.058
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oxytocin for Male Subjects with Autism Spectrum Disorder and Comorbid Intellectual Disabilities: A Randomized Pilot Study (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshio Munesue, Hiroyuki Nakamura, Mitsuru Kikuchi, Yui Miura, Noriyuki Takeuchi, Tokie Anme, Eiji Nanba, Kaori Adachi, Kiyotaka Tsubouchi, Yoshimichi Sai, Ken-ichi Miyamoto, Shin-ichi Horike, Shigeru Yokoyama, Hideo Nakatani, Yo Niida, Hirotaka Kosaka, Yoshio Minabe and Haruhiro Higashida
  • 雑誌名: Frontiers in Psychiatry 巻: 7-2 ページ: 2-2
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2016.00002
  • NAID: 120007128509
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional Investigation of a Non-coding Variant Associated with Adolescent Idiopathic Scoliosis in Zebrafish: Elevated Expression of the Ladybird Homeobox Gene Causes Body Axis Deformation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Guo, L., Yamashita, H., Kou, I., Takimoto, A., Meguro-Horike, M., Horike, S., Adachi, T., Ikegawa, S., Hiraki, Y., Shukunami, C.
  • 雑誌名: Plos Genetics 巻: 12 号: 1 ページ: e1005802-e1005802
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005802
  • NAID: 120005698038
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The SNORD116 Host-Gene transcript is essential for the high order chromatin dynamics of the NDN & MAGEL2 genes locus over long distance (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一，Yasui DH，LaSalle JM，目黒牧子
  • 学会等名: 5IS MCD
  • 発表場所: 東広島芸術文化ホール くらら（広島県・東広島市）
  • 年月日: 2017-03-07
• [学会発表] The SNORD116 Host-Gene transcript is essential for the high order chromatin dynamics of the NDN & MAGEL2 genes locus over long distance (2017)
  • 著者名/発表者名: Meguro-Horike M，Yasui DH，LaSalle JM，Horike S
  • 学会等名: KEYSTONE SYMPOSIA, Noncoding RNAs
  • 発表場所: Banff(CANADA)
  • 年月日: 2017-02-05
  • 国際学会
• [学会発表] 新規分子標的、ミトコンドリア内代謝酵素MTHFD2の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村建徳, 中田飛鳥, 堀家慎一, 齋藤香織, 加藤啓子, 五十嵐香織, 河野晋, 高橋智聡, 曽我朋義, 東條有伸, 後藤典子
  • 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] Dependence on the mitochondrial MTHFD2-mediated purine synthetic pathway in lung cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: T.Nishimura, A.Nakata, S.Horike, K.Saitoh, K.Kato, K.Igarashi, S.Kohno, C.Takahashi, T.Soga, A.Tojo, N.Gotoh
  • 学会等名: The 39th Annual meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 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] オキシトシンレセプター遺伝子の発現制御機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一，目黒牧子， 沼田紗弥，本田俊哉, 岡田源作，横山茂, 東田陽博
  • 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] オキシトシンレセプター遺伝子のエンハンサー領域の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一
  • 学会等名: 第3回北陸エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: AOSSA（福井県・福井市）
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] オキシトシンレセプター遺伝子の発現制御機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一，目黒牧子， 沼田紗弥，本田俊哉, 岡田源作，横山茂，東田陽博
  • 学会等名: 日本遺伝学会第88回大会
  • 発表場所: 日本大学国際関係学部 三島駅北口校舎（静岡県・三島市）
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] The SNORD116 Host-Gene transcript is essential for the high order chromatin dynamics of the NDN & MAGEL2 genes locus over long distance (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一，Yasui DH，LaSalle JM，目黒牧子
  • 学会等名: RNA 2016
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] 脱凝集クロマチンを介したlong non-coding RNA, SNORD116HGによる遺伝子発現制御メカニズムの解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 目黒牧子，堀家慎一
  • 学会等名: 第10回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府・豊中市）
  • 年月日: 2016-05-19
• [学会発表] 自己炎症性症候群モデルマウスにおけるマスト細胞活性化経路の包括的遺伝子発現解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 阿部幸一郎，布村聡，三木智代，羅智靖，堀家慎一，田嶋敦
  • 学会等名: 第63回日本実験動物学会総会
  • 発表場所: ミューザ川崎シンフォニーホール（神奈川県・川崎市）
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] エピジェネティクス制御と生命機能，畜産への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一
  • 学会等名: 第31回東日本家畜受精卵移植技術研究会大会
  • 発表場所: 石川県立音楽堂（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-02-04
  • 招待講演
• [学会発表] ジェネティクスとエピジェネティクス (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一
  • 学会等名: 富山県高等学校教育研究会化学部会
  • 発表場所: 富山県富山中部高校（富山県・富山市）
  • 招待講演
• [学会発表] The imprinted ncRNA, UBE3A-ATS regulates the chromatin architecture of MAGEL2 and NDN locus over long distance (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] SNORD116によるクロマチンダイナミクスを介したMAGEL2/NDN領域の発現制御機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一
  • 学会等名: 第2回北陸エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 富山大学（富山県富山市）
  • 年月日: 2015-11-11
• [学会発表] The imprinted ncRNA, UBE3A-ATS regulates the chromatin architecture of MAGEL2 and NDN locus over long distance (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • 学会等名: International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] Neuron specific impairment of inter-chromosomal pairing and transcription in a novel model of human 15q duplication syndrome (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • 学会等名: International Symposium on Non-coding DNA and Chromosomal Integrity
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2015-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] The imprinted ncRNA, UBE3A-ATS regulates the chromatin architecture of MAGEL2 and NDN locus over long distance (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Epigenetics
  • 発表場所: Waltham（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-08-02
  • 国際学会
• [学会発表] SNORD116によるクロマチンダイナミクスを介したMAGEL2/NDN領域の発現制御機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • 学会等名: 第9回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 学術総合センター（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-05-25
• [図書] ノンコーディングRNA (2016)
  • 著者名/発表者名: 目黒牧子，堀家慎一
  • 総ページ数: 356
  • 出版者: 化学同人
• [図書] ノンコーディングRNAテキストブック (2015)
  • 著者名/発表者名: 目黒牧子，堀家慎一
  • 総ページ数: 249
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 堀家研究室ホームページ
  • URL: http://chromosome.w3.kanazawa-u.ac.jp/horike/index.html