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非コードRNAに制御されるヘテロクロマチン形成場の解析

公募研究

研究領域遺伝情報収納・発現・継承の時空間場
研究課題/領域番号 23114701
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
研究機関北海道大学

研究代表者

村上 洋太  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20260622)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードヘテロクロマチン / RNA干渉 / siRNA / 核膜 / 転写 / 非コードRNA / RNAポリメラーゼII / 分裂酵母
研究実績の概要

分裂酵母のRNAi依存性ヘテロクロマチンはヘテロクロマチン領域内で転写されるnon-coding RNA (ncRNA)が引き金となるRNAi機構によって形成される。このRNAi依存的ヘテロクロマチン機構においてはncRNAが転写ごクロマチン上に残ることが予想されているが、その証明はなくメカニズムもさだかでなかった。ヒストンを標的にしたRNA免疫沈降法によりクロマチン結合性のRNAの解析をおこない、ヘテロクロマチンたncRNAがクロマチンに結合していることを見いだした。さらに、ncRNAは鋳型DNAとDNA-RNAハイブリッドを形成することによりクロマチンに結合し、RNAi因子の足場となることを示した(Nakama et al. 2011)。これは今まで予想されていない新規のメカニズムであり、最近次々と明らかになりつつあるクロマチン制御に関わるncRNAの機能を考える上でも重要な知見である。
一方、分裂酵母のヘテロクロマチン変異株のスクリーニングをおこない、そのうちのひとつが新規のヘテロクロマチン因子をコードすることを見いだしDsh1と名付けた。詳細な解析の結果Dsh1はncRNAからsiRNAを合成する際、反応の増幅因子として働くRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRP)とそれにより合成された二本鎖RNAからsiRNAを合成するDicer(Dcr1)と相互作用し双方の反応をヘテロクロマチン上で共役させていることを示した。さらに、Dsh1は核膜内側に局在し、そこに他の因子・核酸を集積し機能することを明らかにした。以上をまとめると下図のようにDNA-RNA hybrid形成とDsh1がともに機能することで、“siRNA合成場”ともいうべき「場」を核膜内側に形成する事になる。これは真核生物でヘテロクロマチンが核膜内側に位置する生理的意義の一端を明らかにしたものといえよう。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Nonmuscle myosin II folds into a 10S form via two portions of tail for dynamic subcellular loacalization.2013

    • 著者名/発表者名
      Kiboku T.
    • 雑誌名

      Genes to Cells.

      巻: 18(2) 号: 2 ページ: 90-109

    • DOI

      10.1111/gtc.12021

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA-RNA hybrid formation mediates RNAi-directed heterochromatin formation2012

    • 著者名/発表者名
      Nakama, M., Kawakami, K., Kajitaini, T., Urano, T., Murakami, Y
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 17 号: 3 ページ: 218-233

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2012.01583.x

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ran and calcineurin can participate collaboratively in the regulation of spermatogenesis in scallop.2012

    • 著者名/発表者名
      Hino H
    • 雑誌名

      Marine biotechnol.

      巻: 14 号: 4 ページ: 479-490

    • DOI

      10.1007/s10126-011-9429-9

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterochromatin protein 1 homologue Swi6 acts in concert with Ers1 to regulate RNAi-directed heterochromatin assembly2012

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, A., Ishida, M., Kawaguchi, R., Urano, T., Murakami, Y., Nakayama, J-I.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: (印刷中) 号: 16 ページ: 6159-64

    • DOI

      10.1073/pnas.1116972109

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel RNAi protein, Dsh1, assembles RNAi machinery on chromatin to amplify heterochromatic siRNA2012

    • 著者名/発表者名
      Kawakami K, Hayashi A, Nakayama J, & Murakami Y
    • 雑誌名

      Genes Dev

      巻: 26 号: 16 ページ: 811-1824

    • DOI

      10.1101/gad.190272.112

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A novel RNAi protein, Dsh1, assembles RNAi machinery on chromatin to amplify heterochromatic siRNA2013

    • 著者名/発表者名
      Murakami Y.
    • 学会等名
      第30回染色体ワークショップ・第11回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • 年月日
      2013-12-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Versatile regulation of heterochromatin structure-function by a jmjC-domain protein, Epe1 in fission yeast2013

    • 著者名/発表者名
      村上洋太
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会シンポジウム
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2013-12-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母新規蛋白質Dshlは核膜近傍にsiRNA合成場を形成する2012

    • 著者名/発表者名
      川上慶、林亜紀、中山潤一、小布施力史、村上洋太
    • 学会等名
      第29回染色体ワークショップ
    • 発表場所
      ホテルニュー水戸屋(仙台市)
    • 年月日
      2012-01-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Transcriptional Machinery including RNA polymerase II regulates transcriptional and post-transcriptional gene silencing at heterochromatin2011

    • 著者名/発表者名
      村上洋太、高畑信也、梶谷卓也、鈴木詔大、千田香織、森美由紀
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会シンポジウム「Mobile elements and its biological functions」
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Phosphorylations of RNAPII-CTD have two essential roles for centromeric silencing2011

    • 著者名/発表者名
      Kajitani, T., Hermand, D., Ishii, K., Kimura, H., Murakami, Y.
    • 学会等名
      Cell : Symposium : Epigenetics and the Inheritance of Acquired States
    • 発表場所
      The Westin Boston Waterfront (USA)
    • 年月日
      2011-10-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] RNAPII-CTDのリン酸化はセントロメアの遺伝子発現抑制に必須の二つの機能をもつ2011

    • 著者名/発表者名
      梶谷卓也、Damien Hermand, 石井浩二郎、木村宏、村上洋太
    • 学会等名
      第10回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      北広島クラッセホテル(北広島市)
    • 年月日
      2011-10-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 分裂酵母新規蛋白質Dshlは核膜近傍にsiRNA合成場を形成する2011

    • 著者名/発表者名
      川上慶、林亜紀、中山潤一、小布施力史、村上洋太
    • 学会等名
      第10回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      北広島クラッセホテル(北広島市)
    • 年月日
      2011-10-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] yeast2011

    • 著者名/発表者名
      村上洋太
    • 学会等名
      第63回日本細胞生物学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-06-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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