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クロマチンの機能場形成と核内空間配置におけるアクチン関連タンパク質の役割解明

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 23114702
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
研究機関東北大学

研究代表者

原田 昌彦  東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70218642)

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)
キーワードアクチンファミリー / 細胞核 / アクチン関連タンパク質 / クロマチン / 遺伝子発現 / DNA修復
研究実績の概要

生物のゲノム機能に重要なエピジェネティック制御には、クロマチンの構造に加え、核内空間へのゲノムの収納が重要な役割を果たしている。しかし、核構造形成の基本原理や分子メカニズムには不明な点が多い。我々は、細胞核に局在するアクチン関連タンパク質(Arp)の存在を見出し、これらの核内Arpがクロマチンレベルおよび細胞核レベルで、核内時空間場の制御に重要な役割を果たすことを示した。また、核内のArp6が、ヒストンバリアントH2A.Zのクロマチン導入に関与しているほか、ミオシンファミリー分子とも相互作用することも見出した。本研究では、核内部の「空間」の構築と、分化に伴う細胞核の「時系列」変化において、核内のアクチン関連タンパク質が、これらの核内タンパク質と共に、どのように機能しているかをさらに解析した。その結果、Arp6が細胞核内のクロマチン空間配置に関与することを明らかにした。また、Arp5およびArp8をノックアウトした細胞株を作成して解析することにより、これらのアクチン関連タンパク質がゲノム安定性維持に関与することや、細胞のストレスに応答した遺伝子発現制御に関与することなどを見出した。さらに、H2A.Zをノックアウトした細胞株を作成し、H2A.Zが核内のクロマチン空間配置に関与することも明らかにした。このような機能の他にも、H2A.Zが環境に応答して遺伝子発現が変化する多くの遺伝子領域に取り込まれており、これらの遺伝子発現制御に広く関与していることを見出した。

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

    (47件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (39件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Possible involvement of LKB1-AMPK signaling in non-homologous end joining2013

    • 著者名/発表者名
      Ui, A.
    • 雑誌名

      Oncogene

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The actin family member Arp6 and the histone variant H2A.Z are required for spatial positioning of chromatin in chicken cell nuclei.2012

    • 著者名/発表者名
      Maruyama E., Hori T., Tanabe H., Kitamura H., Matsuda R., Tone S., Pavel H., Habermann FA., Hase JV, Cremer C., Fukagawa T, and Harata(equal first authors)
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 125 ページ: 3739-3743

    • DOI

      10.1242/jcs.103903

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高次エピゲノムと核骨格2012

    • 著者名/発表者名
      北村大志
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 31 ページ: 894-900

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 細胞核の構造とエピジェネティック制御2012

    • 著者名/発表者名
      尾間由佳子
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 50 ページ: 262-268

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
  • [雑誌論文] The actin family member Arp6 and the histone variant H2A.Z are required for spatial positioning of chromatin in chicken cell nuclei2012

    • 著者名/発表者名
      Eri Ohfuchi-Maruyama, 他
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: (未定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Actin-related proteins localized in the nucleus : from discovery to novel roles in nuclear organization2011

    • 著者名/発表者名
      Oma, Y., Harata, M.
    • 雑誌名

      Nucleus

      巻: 2 ページ: 38-46

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞骨格および細胞核におけるアクチンファミリーの機能とがん細胞の特徴2013

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2013年度大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒトINO80複合体のゲノム安定性維持機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗
    • 学会等名
      日本農芸化学会2013年度大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アクチンのダイナミクスがエピジェネティック制御に及ぼす影響の解析2013

    • 著者名/発表者名
      山崎祥他
    • 学会等名
      日本農芸化学会2013年度大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] DNA損傷部位の核内空間配置変化におけるクロマチンリモデリング複合体および核膜タンパク質の寄与2013

    • 著者名/発表者名
      小西辰紀
    • 学会等名
      日本農芸化学会2013年度大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子欠損細胞を用いたヒストンバリアントH2A.Z アイソフォームの解析2012

    • 著者名/発表者名
      日下部将之
    • 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
      淡路
    • 年月日
      2012-12-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ヒトH2A.Z を含むヌクレオソームの機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      堀越直樹
    • 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
      淡路
    • 年月日
      2012-12-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] エピジェネティック制御における核内アクチン骨格の関与の解析2012

    • 著者名/発表者名
      山崎 祥他
    • 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
      淡路
    • 年月日
      2012-12-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム安定性維持における細胞核構造の寄与の解析2012

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 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
      淡路
    • 年月日
      2012-12-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アクチンファミリーによって形成される核内構造とクロマチンのネットワーク2012

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interaction Between the Actin-Related Protein Arp6 and Nuclear Myosin 1 and Their Contribution to the Nucleolus2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitamura
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Functional Analyses of the Human INO80 Chromatin Remodeling Complex in Genome Integrity and Oxidative Stress Response Using Gene Knockout Cells for Human Actin Family Proteins2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Takahashi
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Structural and Biochemical Analysis of Nucleosomes Containing H2A.Z2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Horikoshi
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The Function of SWR1- and INO80 Chromatin Remodeling Complexes in the Spatial Positioning of DNA Double-strand Break2012

    • 著者名/発表者名
      Yukako Oma
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Chromatin Remodeling That Take Advantage of Histone H2A.Z of Mouse Embryonic Stem Cells2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Emoto
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The Effect of Trichostatin A on the Dynamics of Histone H2A Variants in Mouse Somatic Cell Nuclear Transfer Embryos2012

    • 著者名/発表者名
      Masataka Nakaya
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ヒストンファミリーとアクチンファミリー:クロマチン構造形成と核内空間配置におけるクロストーク2012

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      平成24年度遺伝研研究会「染色体ドメインの形成と機能発現機構」
    • 発表場所
      三島
    • 年月日
      2012-10-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative functions of actin and myosin family members in nuclear organization2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitamura
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Research Meeting “Dynamic organization of nuclear function”
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor、アメリカ
    • 年月日
      2012-09-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] DNA損傷部位の核内空間配置変化におけるクロマチンリモデリング複合体の寄与2012

    • 著者名/発表者名
      小西辰紀
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第45回研究報告会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization2012

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Harata
    • 学会等名
      The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2012-05-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization2012

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Harata
    • 学会等名
      Gordon Research Conference “Chromatin Structure Function”
    • 発表場所
      Lucca, Italy
    • 年月日
      2012-05-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン・細胞核の構造とエピゲノム制御:アクチンファミリーからのアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦, 他
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNA二重鎖切断部位の細胞核内での空間配置におけるSWR1およびINO80クロマチンリモデリング複合体の役割2012

    • 著者名/発表者名
      小西辰紀, 他
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ヒトhArp5およびhArp8遺伝子ノックアウト細胞を用いたINO80クロマチンリモデリング複合体の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗, 他
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子ノックアウト細胞を用いたヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      日下部将之, 他
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ヒトH2A.Z-1、H2A.Z-2を含むヌクレオソームの生化学的および構造生物学的解析2012

    • 著者名/発表者名
      堀越直樹, 他
    • 学会等名
      第29回染色体ワークショップ
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-01-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン構造変換と細胞核機能におけるアクチンファミリーの寄与2012

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦, 他
    • 学会等名
      第29回染色体ワークショップ
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-01-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母アクチン関連タンパク質Arp6のゲノム安定性維持への関与の解析2012

    • 著者名/発表者名
      中山景樹, 他
    • 学会等名
      第29回染色体ワークショップ
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-01-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ヒトhArp5およびhArp8遺伝子ノックアウト細胞を用いたINO80クロマチンリモデリング複合体の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      高橋裕一朗, 他
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNA二本鎖切断(DSB)におけるクロマチンリモデリング複合体INO80複合体およびSWR1複合体の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      尾間由佳子, 他
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Interaction between the actin-related protein Arp6 and nuclear myosin I and their contribution to the nuclear organization2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitamura, 他
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Structural analysis of human nucleosomes containing H2A.Z-1 and H2A.Z-22011

    • 著者名/発表者名
      Noaki Horikoshi, 他
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン構造変換と細胞核機能におけるアクチンファミリーの寄与2011

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦, 他
    • 学会等名
      第10回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2011-10-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン機能構造形成におけるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの寄与2011

    • 著者名/発表者名
      日下部将之, 他
    • 学会等名
      第10回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2011-10-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アクチンファミリーとヒストンバリアントによるクロマチン・細胞核構築と環境対応2011

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦, 他
    • 学会等名
      平成23年度遺伝研研究会「クロマチンダイナミクスの分子機構」
    • 発表場所
      三島
    • 年月日
      2011-10-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Interaction between the actin-related protein Arp6 and nuclear myosin I and their contribution to the nuclear organization2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitamura, 他
    • 学会等名
      Wenner-Gren Foundations International Symposium
    • 発表場所
      ストックホルム,スウェーデン
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Roles of actin-related proteins in chromatin function and nuclear organization2011

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Harata, 他
    • 学会等名
      Wenner-Gren Foundations International Symposium
    • 発表場所
      ストックホルム、スウェーデン
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母アクチン関連タンパク質Arp6のゲノム安定性維持への関与の解析2011

    • 著者名/発表者名
      中山景樹, 他
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第44回研究報告会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNA二重鎖切断の修復におけるINO80クロマチンリモデリング複合体の役割2011

    • 著者名/発表者名
      小西辰紀, 他
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第44回研究報告会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン機能構造形成におけるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      日下部将之, 他
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部第77回例会・シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-07-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 染色体と細胞核のダイナミクス. (平岡泰、原口徳子編)2013

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 農学生命科学を学ぶための入門生物学2011

    • 著者名/発表者名
      山口高弘, 他
    • 総ページ数
      226
    • 出版者
      東北大学出版会
    • 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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