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染色体機能形成の階層性とゲノム反復DNA上のクロマチン構造の解明

公募研究

研究領域染色体オーケストレーションシステム
研究課題/領域番号 18H04721
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
研究機関公益財団法人かずさDNA研究所

研究代表者

舛本 寛  公益財団法人かずさDNA研究所, 先端研究開発部, 室長 (70229384)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードセントロメア / 反復DNA / CENP-A / CENP-B / ASH1L / HP1 / クロマチン / ヘテロクロマチン / 人工染色体 / アルフォイドDNA
研究実績の概要

染色体分配機能に必須なセントロメアでは、反復DNAからなる巨大領域にヒストンH3バリアントであるCENP-Aクロマチンが集合し、これを足場に100を超える因子群からなるキネトコアが形成される。キネトコアでは微小管との相互作用により染色体の動きを制御する。一方、セントロメア内部ではヘテロクロマチンが集合し姉妹染色分体の接着・分離を調節する。しかし、同一反復DNAの巨大領域にどのようにこれらの異なるクロマチンが集合し、機能統合体を保つのかは不明なままである。本研究では、セントロメアの階層的集合メカニズムの解明を目的とし、ヒト人工染色体(HAC)やChIP-seq法を用いた解析によりR1年度は以下の成果を得た。(1)染色体機能形成の階層性とヘテロクロマチンの解析:CENP-BはCENP-Aクロマチンの集合促進・安定化に関わるが、これとは拮抗するヘテロクロマチン化も促進する。これまでにCENP-B結合の有無により反復DNA上へリクルートされるヒストン修飾酵素やクロマチン関連因子をスクリーニングし、ヘテロクロマチンタンパク質HP1や、これとは逆にopen側修飾に関わるH3K36me2,3化酵素ASH1Lを同定した。CENP-Bはゲノム反復DNA上でASH1LとHP1の拮抗的な集合のバランス調節に関わっていることを明らかにした(Otake et al, 論文投稿中)(2)ゲノム反復DNA上のクロマチン構造の解析:白髭班と協力してヒトゲノムデータベースhg38を用いてゲノム反復DNA上のクロマチン構造について、ChIP Seq法により解析を進め、CENP-Aクロマチン、オープンクロマチン(H3K4me3、H3K36me3)、ヘテロクロマチン(H3K9me3、H3K27me3)等の分布をCENP-BのWT株とKO株で比較解析した(Kugou et al、 論文準備中)。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] National Institute of Health(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] National Cancer Institute, NIH(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Human artificial chromosome: Chromatin assembly mechanisms and CENP-B2020

    • 著者名/発表者名
      Ohzeki Jun-ichirou、Otake Koichiro、Masumoto Hiroshi
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research

      巻: 389 号: 2 ページ: 111900-111900

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2020.111900

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel assay to screen siRNA libraries identifies protein kinases required for chromosome transmission2019

    • 著者名/発表者名
      Liskovykh Mikhail、Goncharov Nikolay V.、Petrov Nikolai、Aksenova Vasilisa、Pegoraro Gianluca、Ozbun Laurent L.、Reinhold William C.、Varma Sudhir、Dasso Mary、Kumeiko Vadim、Masumoto Hiroshi、Earnshaw William C.、Larionov Vladimir、Kouprina Natalay
    • 雑誌名

      Genome Research

      巻: 29 号: 10 ページ: 1719-1732

    • DOI

      10.1101/gr.254276.119

    • 関連する報告書
      2019 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] De novo formation and epigenetic maintenance of centromere chromatin2019

    • 著者名/発表者名
      Ohzeki Junichirou、Larionov Vladimir、Earnshaw William C、Masumoto Hiroshi
    • 雑誌名

      Current Opinion in Cell Biology

      巻: 58 ページ: 15-25

    • DOI

      10.1016/j.ceb.2018.12.004

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 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] Human Artificial Chromosome with Regulated Centromere: A Tool for Genome and Cancer Studies2018

    • 著者名/発表者名
      Kouprina Natalay、Petrov Nikolai、Molina Oscar、Liskovykh Mikhail、Pesenti Elisa、Ohzeki Jun-ichirou、Masumoto Hiroshi、Earnshaw William C.、Larionov Vladimir
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 7 号: 9 ページ: 1974-1989

    • DOI

      10.1021/acssynbio.8b00230

    • 関連する報告書
      2018 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] Systematic Analysis of Compounds Specifically Targeting Telomeres and Telomerase for Clinical Implications in Cancer Therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Lee Hee-Sheung、Carmena Mar、Liskovykh Mikhail、Peat Emma、Kim Jung-Hyun、Oshimura Mitsuo、Masumoto Hiroshi、Teulade-Fichou Marie-Paule、Pommier Yves、Earnshaw William C.、Larionov Vladimir、Kouprina Natalay
    • 雑誌名

      Cancer Research

      巻: 78 号: 21 ページ: 6282-6296

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-18-0894

    • 関連する報告書
      2018 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] Generation of a Synthetic Human Chromosome with Two Centromeric Domains for Advanced Epigenetic Engineering Studies2018

    • 著者名/発表者名
      Pesenti Elisa、Kouprina Natalay、Liskovykh Mikhail、Aurich-Costa Joan、Larionov Vladimir、Masumoto Hiroshi、Earnshaw William C.、Molina Oscar
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 7 号: 4 ページ: 1116-1130

    • DOI

      10.1021/acssynbio.8b00018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] De novo establishment and epigenetic maintenance of centromere chromatin on alpha-satellite DNA,2018

    • 著者名/発表者名
      Masumoto Hiroshi
    • 学会等名
      The 2018 "Centromere Biology" Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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