染色体上の非コードRNAが動的クロマチン構造を制御する仕組み

• 研究領域: 動的クロマチン構造と機能
• 研究課題/領域番号: 16H01309
• 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: 平岡 泰 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10359078)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円); 2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: 染色体 / 細胞

研究実績の概要

分裂酵母の減数分裂において相同染色体が対合する仕組みの研究を行い、非コード RNAが相同染色体を認識し対合を促進する分子基盤の一端を明らかにした。非コードRNAとしてsme2遺伝子から転写されるsme2 RNAに着目し、sme2 RNAと相互作用するタンパク質を探索した。GFP融合タンパク質ライブラリーを用いて、sme2 遺伝子領域に局在するタンパク質を蛍光顕微鏡によるビジュアルスクリーニングを行った結果、10種類のsme2 RNA結合タンパク質を同定した。これらのsme2 RNA結合タンパク質は、染色体上でsme2遺伝子領域を含む3箇所の染色体領域に局在した。sme2遺伝子領域以外の２つの染色体領域を特定するために、生化学的なChIP-seq解析（クロマチン免疫沈降産物に含まれるDNAの塩基配列解析）などを行ったが、染色体領域を特定することができなかった。そこで、分裂酵母ゲノムの150箇所の場所それぞれにlacOリピートを挿入した株を活用し、ビジュアルスクリーニングを行った。これら一群の株においては、lacOリピートが互いに約100kb離れた間隔で、ゲノム全体にわたり挿入されており、lacI-GFPで緑色に染まる。それぞれの株でmCherry を融合したsme2 RNA結合タンパク質（赤色）を観察し、共局在を示すlacO挿入部位を特定する。このビジュアルスクリーニングにより、sme2遺伝子領域を含む3箇所の染色体領域を特定することに成功した。この新たに見つかった領域は、sme2遺伝子領域と同様に、sme2 RNA結合タンパク質に依存して、相同染色体対合の頻度が上昇することがわかった（未発表、投稿準備中）。
また、クロマチン構造形成と機能におけるヒストンバリアントの役割（Yamada et al, Nucleic Acids Research 2018）や非コードRNAの役割（Kajitani et al, Proc Natl Acad Sci USA 2017）、核膜タンパク質の役割（Yang et al, J Biochem 2017; Hirano et al, Genes Cells 2018）を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Lem2 is retained at the nuclear envelope through its interaction with Bqt4 in fission yeast (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirano Yasuhiro、Kinugasa Yasuha、Asakawa Haruhiko、Chikashige Yuji、Obuse Chikashi、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Genes to cells 巻: 23 号: 3 ページ: 122-135
  • DOI: 10.1111/gtc.12557
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Estimation of GFP-Nucleoporin Amount Based on Fluorescence Microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Asakawa Haruhiko、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
  • 雑誌名: Methods in molecular biology 巻: 1721 ページ: 105-115
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-7546-4_10
  • ISBN: 9781493975457, 9781493975464
  • 査読あり
• [雑誌論文] The histone variant H2A.Z promotes initiation of meiotic recombination in fission yeast. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Kugou K, Ding DQ, Fujita Y, Hiraoka Y, Murakami H, Ohta K, Yamada T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 46 号: 2 ページ: 609-620
  • DOI: 10.1093/nar/gkx1110
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ser7 of RNAPII-CTD facilitates heterochromatin formation by linking ncRNA to RNAi (2017)
  • 著者名/発表者名: Kajitani Takuya、Kato Hiroaki、Chikashige Yuji、Tsutsumi Chihiro、Hiraoka Yasushi、Kimura Hiroshi、Ohkawa Yasuyuki、Obuse Chikashi、Hermand Damien、Murakami Yota
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 114 号: 52
  • DOI: 10.1073/pnas.1714579115
  • NAID: 120006539374
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Function of nuclear membrane proteins in shaping the nuclear envelope integrity during closed mitosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yang H-J, Iwamoto M, Hiraoka Y, Haraguchi T
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 161-1 号: 6 ページ: 471-477
  • DOI: 10.1093/jb/mvx020
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Compositionally distinct nuclear pore complexes of functionally distinct dimorphic nuclei in ciliate Tetrahymena. (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Osakada H., Mori C., Fukuda Y., Nagao K., Obuse C., Hiraoka Y., and Haraguchi T.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 印刷中 号: 10 ページ: 1822-1834
  • DOI: 10.1242/jcs.199398
  • 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] Fission yeast APC/C activators Slp1 and Fzr1 sequentially trigger two consecutive nuclear divisions during meiosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Chikashige Y, Yamane M, Okamasa K, Osakada H, Tsutsumi C, Nagahama Y, Fukuta N, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • 雑誌名: FEBS letters. 巻: 591 号: 7 ページ: 1029-1040
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12612
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visualization of a Specific Genome Locus by the lacO/LacI-GFP System (2017)
  • 著者名/発表者名: Ding Da-Qiao、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Cold Spring Harbor protocols 巻: 2017 号: 10 ページ: 236-241
  • DOI: 10.1101/pdb.prot091934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic Observation of Living Cells Stained with Fluorescent Probes (2017)
  • 著者名/発表者名: Asakawa Haruhiko、Ding Da-Qiao、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Cold Spring Harbor protocols 巻: 2017 号: 10 ページ: 230-235
  • DOI: 10.1101/pdb.prot079848
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial organization of the Schizosaccharomyces pombe genome within the nucleus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A, Asakawa H, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • 雑誌名: Yeast. 巻: 34 号: 2 ページ: 55-66
  • DOI: 10.1002/yea.3217
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vitro reconstitution and biochemical analyses of theSchizosaccharomyces pombe nucleosome. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masako Koyama, Wataru Nagakura, Hiroki Tanaka, Tomoya Kujirai, Yuji Chikashige, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka, Hitoshi Kurumizaka.
  • 雑誌名: Biochemical and biophysical research communications. 巻: 482 号: 4 ページ: 896-901
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.11.130
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lipid droplet dynamics during Schizosaccharomyces pombe sporulation and their role in spore survival. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yang HJ, Osakada H, Kojidani T, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • 雑誌名: Biology open 巻: 6 ページ: 217-222
  • DOI: 10.1242/bio.022384
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A cohesion-based platform for homologous chromosome pairing in meiosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Da-Qiao Ding, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
  • 雑誌名: Current Genetics 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 499-502
  • DOI: 10.1007/s00294-016-0570-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inner nuclear membrane protein Lem2 augments heterochromatin formation in response to nutritional conditions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tange Y, Chikashige Y, Takahata S, Kawakami K, Higashi M, Mori C, Kojidani T, Hirano Y, Asakawa H, Murakami Y, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 21 号: 8 ページ: 812-832
  • DOI: 10.1111/gtc.12385
  • NAID: 120005906898
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of Conserved MEL-28/ELYS Domains with Essential Roles in Nuclear Assembly and Chromosome Segregation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Gomez-Saldivar G, Fernandez A, Hirano Y, Mauro M, Lai A, Ayuso C, Haraguchi T, Hiraoka Y, Piano F, Askjaer P.
  • 雑誌名: PLoS genetics. 巻: 12 号: 6 ページ: e1006131-e1006131
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006131
  • 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] Depletion of autophagy receptor p62/SQSTM1 enhances the efficiency of gene delivery in mammalian cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya M, Ogawa H, Koujin T, Kobayashi S, Mori C, Hiraoka Y, Haraguchi T.
  • 雑誌名: FEBS letters. 巻: 590 号: 16 ページ: 2671-2680
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12262
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A genetically encoded probe for live-cell imaging of H4K20 monomethylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato Y., Kujirai T., Arai R., Asakawa H., Ohtsuki C., Horikoshi N., Yamagata K., Ueda J., Nagase T., Haraguchi T., Hiraoka Y., Kimura A., Kurumizaka H., Kimura, H.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 428 号: 20 ページ: 3885-3902
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2016.08.010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Borna Disease Virus Assembles Porous Cage-like Viral Factories in the Nucleus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirai Y, Hirano Y, Matsuda A, Hiraoka Y, Honda T, Tomonaga K.
  • 雑誌名: The Journal of biological chemistry. 巻: 291 号: 50 ページ: 25789-25798
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.746396
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meiotic cohesion-based chromosome structure is essential for homologous chromosome pairing in Schizosaccharomyces pombe (2015)
  • 著者名/発表者名: Ding DQ, Matsuda A, Okamasa K, Nagahama Y, Haraguchi T, Hiraoka Y
  • 雑誌名: Chromosoma 巻: special issue 号: 2 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1007/s00412-015-0551-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A framework of meiotic chromosomes for homologous pairing. (2017)
  • 著者名/発表者名: 平岡泰
  • 学会等名: 広島大学クロマチン動態数理研究拠点"5th International Symposium of the Mathematics on Chromatin Live Synamics"
  • 発表場所: 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
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ヒストン不足が引き起こす染色体の不分離 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平岡泰
  • 学会等名: よこはまＮＭＲ研究会 第56回ワークショップ「ヌクレオームとビッグデータ」
  • 発表場所: 理化学研究所（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-03
  • 招待講演
• [学会発表] Chromatin-anchoring nuclear membrane proteins in fission yeast (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka Y
  • 学会等名: FMIシンポジウム
  • 発表場所: Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research（Basel, Switzerland）
  • 年月日: 2017-01-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fluorescence microscopy for studying chromosome dynamics in living cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka Yasushi
  • 学会等名: (Lecture) National Tsing Hua University
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] RNA transcription and termination factors are important in meiotic homologous chromosome pairing in S. pombe (2017)
  • 著者名/発表者名: Ding Da-Qiao、Hiraoka Yasushi
  • 学会等名: EMBO Conference on Meiosis 2017
  • 国際学会
• [学会発表] A new method for three-dimensional chromatic correction for fluorescence microscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Atsushi、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 学会等名: The 24th Congress of the International Commission for Optics
  • 国際学会
• [学会発表] A cohesin-based platform of the chromosome for homologous chromosome pairing in fission yeast meiosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ding Da-Qiao、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 学会等名: SMC protein
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 染色体上の非コード RNAが減数分裂期の相同染色体対合を促進する (2017)
  • 著者名/発表者名: 丁大橋、原口徳子、平岡泰
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 減数分裂期相同染色体対合における非コードRNA の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丁大橋、原口徳子、平岡泰
  • 学会等名: 第35回染色体ワークショップ・第16回核ダイナミクス研究会
• [学会発表] ヒストンH2Aの不足が染色体の不分離を引き起こす (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本孝治、長濵有紀、原口徳子、平岡泰
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第50回研究報告会
• [学会発表] Chromosome association of noncoding RNA during homologous chromosome pairing in fission yeast meiosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ding Da-Qiao、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会年会
• [学会発表] Lem2 Localization to the Nuclear Envelope Is Biased by Its Interaction with Another Nuclear Membrane Protein Bqt4 in Fission Yeast (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirano Yasuhiro、Kinugasa Yasuha、Obuse Chikashi、Asakawa Haruhiko、Chikashige Yuji、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 学会等名: 9th International Fission Yeast Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Organization of The Nuclear Pore Core Complex Revealed by Immunoelectron Microscopy in The Fission Yeast Schizosaccharomyces pombe (2017)
  • 著者名/発表者名: Asakawa Haruhiko、Kojidani Tomoko、Yang Hui-Ju、Osakada Hiroko、Nagao Koji、Obuse Chikashi、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
  • 学会等名: 9th International Fission Yeast Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] A framework of meiotic chromosomes for homologous pairing. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka Y
  • 学会等名: 2016 Workshop on the Molecular and Physical Biology of Chromosomes
  • 発表場所: Woods Hole Marine Biological Laboratory（Massachusetts, USA）
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 遺伝子のすがたを生きたまま見る (2016)
  • 著者名/発表者名: 平岡泰
  • 学会等名: 一般公開シンポジウム「遺伝子のすがた -カラダの中でおこる不思議-」
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場井深大記念ホール（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-08-21
  • 招待講演
• [図書] Fission Yeast: A Laboratory Manual (2016)
  • 著者名/発表者名: Ding DQ, Hiraoka Y
  • 総ページ数: 487
  • 出版者: Cold Spring Harbor Laboratory Press
• [図書] Fission Yeast: A Laboratory Manual (2016)
  • 著者名/発表者名: Asakawa H, Ding DQ, Haraguchi T, Hiraoka Y
  • 総ページ数: 487
  • 出版者: Cold Spring Harbor Laboratory Press
• [備考] 細胞核ダイナミクス研究室
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/general/lab/07/
• [備考] 細胞核ダイナミクス研究室 研究成果
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/general/lab/07/result/
• [備考] 新学術領域研究「動的クロマチン構造と機能」
  • URL: http://nucleosome.kyushu-u.ac.jp