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DNA複製開始タイミングを規定する因子による染色体クロマチン制御とDNA修復反応

公募研究

研究領域ゲノム複製・修復・転写のカップリングと普遍的なクロマチン構造変換機構
研究課題/領域番号 25131721
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
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

田中 誠司  国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 助教 (50263314)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014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)
2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2013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DNA複製 / クロマチン / サイレンシング / HAT / クロマチンリモデラー / DNAメタボリズム
研究実績の概要

過不足ない正確なDNA複製とDNAダメージの修復は、細胞がそのゲノムを安定に維持・継承する機構の中心にあり、その制御機構の破綻はがんなどのゲノム疾患の直接の原因となる。複製と修復は、チェックポイント機能によって連携されていることが広く知られているが、タンパク因子によるシグナル伝達の大枠は理解されたものの、染色体クロマチン構造との関連については不明な点が多い。真核生物において染色体DNA複製の開始は、多数の複製起点の活性制御を含む、多様で複雑かつ柔軟性を持ったイベントである。この過程には、クロマチンの構造変化が密接に関係していると予想され、実際、染色体のエピジェネティックな状態が複製開始に影響を及ぼすことが多数の研究で示されてきた。本年度の研究で、複製開始において律速となっている因子の高発現が、エピジェネティックに不活化(サイレンシング)されている染色体領域にある、通常活性化しない複製起点の活性化を誘導することを示すことができた。これらの複製因子と染色体クロマチン構造変換を行う因子群との関係を理解するために、同複製因子と相互作用するヒストンアセチル化酵素(HAT)やクロマチンリモデリング因子(CR)の網羅的な探索を行い、複数の因子が相互作用すること、そのうちの幾つかは上記サイレンシングの解除に影響を与えることがわかった。DNA複製に当たっては、その準備や実際のDNA 合成段階で特定のHAT・CRが関与することが知られているが、本研究は、複製起点の活性化においても、HAT・CRが関与していることを示すという新たな発見であり、DNAメタボリズム経路とクロマチンの関係を理解する上で非常に興味深いものである(論文投稿準備中)。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 7件) 図書 (3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Efficient initiation of DNA replication in eukaryotes requires Dpb11/TopBP1-GINS interaction2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, S., Komeda, Y., Umemori, T., Kubota, Y., Takisawa, H. and Araki, H.
    • 雑誌名

      Mol. Cell. Biol

      巻: 33 号: 13 ページ: 2614-2622

    • DOI

      10.1128/mcb.00431-13

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Helicase activation and establishment of replication forks at chromosomal origins of replication2013

    • 著者名/発表者名
      Seiji Tanaka, Hiroyuki Araki
    • 雑誌名

      Cold Spring Harbor perspectives in biology

      巻: 5 号: 12 ページ: a010371-a010371

    • DOI

      10.1101/cshperspect.a010371

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ここまで来た! 酵母のタイトな変異体作製法2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      第187回酵母細胞研究会例会
    • 発表場所
      東京大学大学院農学生命科学研究科 フードサイエンス棟 中島董一郎記念ホール、東京都文京区
    • 年月日
      2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 網羅的なChIPによるDNA複製開始反応の詳細な解析2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会 ワークショップ
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanism that ensures bidirectional initiation of chromosomal DNA replication in budding yeast2014

    • 著者名/発表者名
      荒木 弘之
    • 学会等名
      The 9th 3R Symposium (International Symposium on DNA Replication, Recombination and Repair)
    • 発表場所
      御殿場高原ホテル、静岡県御殿場市
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dissection of the initiation reaction of DNA replication by systematic chromatin immunoprecipitation2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      The 9th 3R Symposium (International Symposium on DNA Replication, Recombination and Repair)
    • 発表場所
      御殿場高原ホテル、静岡県御殿場市
    • 年月日
      2014-11-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] DNA複製開始因子によるクロマチン構造変換制御2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      大阪大学蛋白研セミナー:「染色体伝承の分子背景:複製から染色体分離まで」
    • 発表場所
      大阪大学蛋白質研究所、大阪府吹田市
    • 年月日
      2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 改良オーキシンデグロン法(Improved auxin--inducible degron: iAID)によるタイトな酵母変異体の作製とDNA複製開始制御機構解明への適用2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      酵母フォーラム
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂、東京都文京区
    • 年月日
      2014-09-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dissection of the initiation reaction of DNA replication by systematic chromatin immunoprecipitation2014

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司
    • 学会等名
      FASEB SRC: Yeast Chromosome Structure, Replication and Segregation
    • 発表場所
      The Steamboat Grand, Steamboat Springs, CO, USA
    • 年月日
      2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Connection between the initiation of DNA replication and structural change of chromatin2014

    • 著者名/発表者名
      Seiji Tanaka
    • 学会等名
      International conference, Kyoto, 2014: Coupling of replication, repair and transcription, and their common mechanism of chromatin remodeling
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dpb11/TopBP1–GINS interaction is required for efficient initiation of DNA replication2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka S*, Komeda Y, Umemori T, Kubota Y, Takisawa H, Araki H.
    • 学会等名
      cold Spring Harbor Laboratory meeting: Eukaryotic DNA Replication & Genome Maintenance 2013
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor, NY. USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DNA複製開始制御とクロマチン構造変換の接点2013

    • 著者名/発表者名
      田中誠司
    • 学会等名
      遺伝研・研究会「染色体DNAの安定維持の分子メカニズム」
    • 発表場所
      三島市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA複製開始制御とクロマチン構造変換の接点2013

    • 著者名/発表者名
      田中誠司
    • 学会等名
      情報•システム研究機構 新領域融合研究センター 地球生命システム学プロジェクトワークショップ 「微生物ゲノム情報によるパンゲノム解析と新規リソースとしての活用」
    • 発表場所
      下田市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DNA複製開始制御とクロマチン構造変換の接点2013

    • 著者名/発表者名
      田中 誠司、大浪 真由美、荒木 弘之
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会 ワークショップ
    • 発表場所
      神戸市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] The Initiation of DNA Replication in Eukaryotes, edited by Daniel L. Kaplan2015

    • 著者名/発表者名
      Seiji Tanaka and Hiroyuki Araki
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] DNA Replication (Chapter 6. Helicase Activation and Establishment of Replication Forks at Chromosomal Origins of Replication.)2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka S, Araki H
    • 総ページ数
      561
    • 出版者
      Cold Spring Harbor Laboratory Press.
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 遺伝子図鑑(3-2 細胞周期)2013

    • 著者名/発表者名
      田中誠司
    • 総ページ数
      263
    • 出版者
      悠書館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 国立遺伝学研究所・微生物遺伝研究部門・荒木研究室

    • URL

      http://www.nig.ac.jp/section/araki/araki-j.htmlttp://www.nig.ac.jp/section/araki/araki-j.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 荒木研究室

    • URL

      http://www.nig.ac.jp/labs/MicGen/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] DNA複製:真核生物間で保存された、効率よい複製開始のためのタンパク間相互作用

    • URL

      http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1170/1233.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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