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HP1による動的クロマチン構造変換の制御

公募研究

研究領域動的クロマチン構造と機能
研究課題/領域番号 16H01315
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
研究機関基礎生物学研究所

研究代表者

中山 潤一  基礎生物学研究所, クロマチン制御研究部門, 教授 (60373338)

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 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード遺伝子 / 発現制御 / ヘテロクロマチン / HP1 / リン酸化
研究実績の概要

HP1による動的クロマチン構造変換の分子機構を解明するため、本年度は分裂酵母のSwi6に着目して研究を遂行した。昨年までの研究によって、Swi6がヒトのHP1と同様にM期特異的なリン酸化を受けることを明らかにした。そこで本年度は、M期特異的なリン酸化酵素として分裂酵母のAuroraキナーゼであるArk1に着目し、Ark1がSwi6をリン酸化するかどうか検討した。
Swi6とArk1を大腸菌で共発現させ、Swi6のリン酸化状態を調べることで、Ark1がSwi6を効率よくリン酸化できることが分かった。次にSwi6をN末領域、クロモドメイン(CD)、ヒンジ領域、クロモシャドウドメイン(CSD)に分け、それぞれをArk1とともに大腸菌内で共発現させたところ、N末のドメインがArk1によってリン酸化されることが明らかになった。N末端領域の中で候補となるセリン残基に変異を導入して検討したところ、進化的に保存された2つのセリン残基がArk1の基質になっていることが明らかになった。実際に、全長のSwi6に同じ変異を導入して共発現系に供することで、全長のSwi6においても特定したセリン残基がArk1によってリン酸化されることを確認した。
特定したセリン残基が、実際に分裂酵母の細胞内でM期特異的にリン酸化されているかを検討するため、候補となるセリン残基をアラニンに置換した変異Swi6を発現させ、細胞周期を同調してSwi6のリン酸化状態を調べた。その結果、Swi6のM期特異的なリン酸化が入らなくなったことから、これらのセリン残基が分裂酵母細胞内でリン酸化されていることが確認できた。変異Swi6を発現させた分裂酵母の表現型解析から、これらのセリン残基のリン酸化がサイレンシングの制御にも関係している可能性が示唆された。

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。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Structural Basis of Heterochromatin Formation by Human HP12018

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Machida, Yoshimasa Takizawa, Masakazu Ishimaru, Yukihiko Sugita, Satoshi Sekine, Jun-ichi Nakayama, Matthias Wolf, Hitoshi Kurumizaka
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 69 ページ: 385-397

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of mitotic recombination between DNA repeats in centromeres.2017

    • 著者名/発表者名
      Zafar,F., Okita,AK. Onaka,AT., Su,J., Katahira,Y., Nakayama,J. Takahashi,TS., Masukata, H., Nakagawa, T.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 44(22) 号: 19 ページ: 11222-11235

    • DOI

      10.1093/nar/gkx763

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphorylation of CBX2 controls its nucleosome-binding specificity2017

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kawaguchi, Shinichi Machida, Hitoshi Kurumizaka, Hideaki Tagami, Jun-ichi Nakayama
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 162 号: 5 ページ: 343-355

    • DOI

      10.1093/jb/mvx040

    • NAID

      40021394855

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gic1 is a novel heterochromatin boundary protein in vivo2016

    • 著者名/発表者名
      Risa Mitsumori, Kaori Shinmyozu, Jun-ichi Nakayama, Hiroyuki Uchida, Masaya Oki
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 91 号: 3 ページ: 151-159

    • DOI

      10.1266/ggs.15-00070

    • NAID

      130005170330

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Four domains of Ada1 form a heterochromatin boundary through different mechanisms2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Kamata, Kaori Shinmyozu, Jun-ichi Nakayama, Masanori Hatashita, Hiroyuki Uchida, Masaya Oki
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 21 号: 10 ページ: 1125-1136

    • DOI

      10.1111/gtc.12421

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高次クロマチン構造形成の分子機構2017

    • 著者名/発表者名
      中山潤一
    • 学会等名
      第11回 日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母におけるヘテロクロマチン構造形成の分子機構2016

    • 著者名/発表者名
      中山潤一
    • 学会等名
      第89回日本生化学会年会
    • 発表場所
      宮城県仙台市(東北大学)
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母におけるヘテロクロマチン構造形成の分子機構2016

    • 著者名/発表者名
      中山潤一
    • 学会等名
      第7回高次クロマチン研究会
    • 発表場所
      島根県出雲市(島根大学医学部)
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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