動原体機能障害で発現するノンコーディングRNAの意義

• 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: 15H01477
• 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: 大阪大学
• 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): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: 細胞生物学 / セントロメア / クロマチン / RNA

研究実績の概要

kdRNAが観察されたCENP-Sタンパク質遺伝子のノックアウト細胞において、セントロメアクロマチン構造に違いが存在するかどうか、セントロメアの位置決めに必須なCENP-Aのゲノム上の存在領域について、ニワトリZ染色体のセントロメアを対象に比較解析を行った。具体的には、抗CENP-A抗体を用いたChIPseq法によりセントロメアクロマチンの正確な位置の特定を行った。比較解析の結果、CENP-Sノックアウト細胞では細胞増殖を経る過程でセントロメアクロマチンの位置が正常細胞と比較し高頻度に動く現象を見いだした。この現象は、CENP-Uノックアウト細胞においても同様に観察された。CENP-S, -Uは動原体の構成因子であり、これらノックアウトを行っても細胞増殖は可能であるが、動原体構造が部分的に欠損すると考えられる。CENP-Sノックアウト細胞ではセントロメア上のCENP-H複合体タンパク質量の減少が観察され、CENP-Uノックアウト細胞ではCENP-H複合体タンパク質の塩抽出に対する安定性が減少することが分かった。これらの結果から、両ノックアウトで生じるCENP-H複合体の減少や不安定化が、セントロメアクロマチンが高頻度に動く原因の一つである可能性が示唆された。動原体は細胞分裂において微小管と結合し染色体分配を担う構造であるが、同時にセントロメアクロマチンをゲノム上の任意の場所に安定に維持する機能も担っていることを本研究により示した (Hori et al., J. cell Biol., 2017)。CENP-H複合体タンパク質の減少や不安定化、あるいはセントロメアクロマチンが高頻度に動く現象とkdRNAがセントロメアから生じる現象との関連は今後の課題であり、kdRNAのセントロメアクロマチン構築における役割解明に向けた重要な知見である。

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] スタンフォード大学(米国)
• [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
• [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] 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
• [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/