ゲノムアダプテーションのためのクロマチン高次構造形成メカニズムの解明

• 研究領域: ゲノムアダプテーションのシステム的理解
• 研究課題/領域番号: 25125702
• 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: 小布施 力史 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 教授 (00273855)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2013年度)
• 配分額: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: クロマチン / 不活性X染色体 / ヘテロクロマチン

研究概要

本課題は、ゲノムアダプテーションを実現するための重要なエピゲノムのエフェクターであるヘテロクロマチン（高次クロマチン構造）の形成の分子メカニズムを、申請者が独自に見いだしたHBiX1タンパク質とヒストン修飾、HP1、SMCHD1、XIST RNAの相互作用を基軸にして明らかにすることを目的とした。具体的には、１）免疫染色、および、これらの因子のクロマチン免疫沈降産物を次世代シーケンサーで解析するChIP-seq法により、不活性X染色体上および核内での局在とその相互依存性を詳細に解析する、２）それぞれのタンパク質が持つドメイン、特にSMCHD1が持つSMCヒンジやATPaseなどクロマチンの高次構造に影響を及ぼしそうなドメインに着目して、機能解析を行う、３）XIST RNAとこれらのタンパク質因子がどのように連携して高次構造を作り上げているのかについて検討する、予定であった。
本課題は、他課題採択のためルール上６月末日で中止となった。それまでに、不活性X染色体のヘテロクロマチン化に関与するHBiX1およびSMCHD1の常染色体上での分布をChIP-seqの結果を再解析し、ほとんどのものがH3K9me3と共局在することを明らかとした。また、X染色体上のそれぞれのローカスが核内のどこに局在するかを明らかにするために多点、多色FISHの系を立ち上げた。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25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] Human origin recognition complex binds preferentially to G-quadruplex-preferable RNA and single-stranded DNA. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hoshina S
  • 雑誌名: The Journal of Biologocal Chemistry 巻: 288 号: 42 ページ: 30161-30171
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.492504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human inactive X chromosome is compacted through a PRC2-independent SMCHD1-HBiX1 pathway (2013)
  • 著者名/発表者名: Nozawa RS, Nagao K, Igami K, Shibata S, Shirai N, Nozaki N, Sado T, Kimura H, and Obuse C
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol 巻: 20 号: 5 ページ: 566-573
  • DOI: 10.1038/nsmb.2532
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetically encoded system to track histone modification in vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko Sato, Masanori Mukai, Jun Ueda, Michiko Muraki, Timothy J. Stasevich, Naoki Horikoshi, Tomoya Kujirai, Hiroaki Kita, Taisuke Kimura, Seiji Hira, Yasushi Okada, Yoko Hayashi-Takanaka, Chikashi Obuse, Hitoshi Kurumizaka, Atsuo Kawahara, Kazuo Yamagata, Naohito Nozaki and Hiroshi Kimura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2436-2436
  • DOI: 10.1038/srep02436
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] エピジェネティクスにおけるヘテロクロマチン (2013)
  • 著者名/発表者名: 小布施力史
  • 学会等名: 第86回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] プロテオミクス、ゲノミクスによるエピジェネティクスの機能階層構造の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小布施力史
  • 学会等名: 第60回 日本実験動物学会総会
  • 発表場所: つくば
  • 招待講演
• [学会発表] Human inactive X chromosome is compacted through a Polycomb-independent SMACHD1-HBIX1 pathway governed by XIST RNA. (2013)
  • 著者名/発表者名: Chikashi OBUSE
  • 学会等名: 23rd Wilhelm Bernhard Workshop on the Cell Nucleus
  • 発表場所: Debrecen, Hungary
• [図書] 実験医学, 31 「バー小体の正体 - HBiX1-SMCHD1複合体によるヒト不活性化X染色体の凝縮」の項 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長尾恒治
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 小布施研ホームページ
  • URL: http://www.lfsci.hokudai.ac.jp/labs/infgen/