セントロメアサイズを規定する分子機構の解析

• 研究領域: ゲノムを支える非コードＤＮＡ領域の機能
• 研究課題/領域番号: 26114715
• 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: 大阪大学 (2015); 国立遺伝学研究所 (2014)
• 研究代表者: 深川 竜郎 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60321600)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2015年度)
• 配分額: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: セントロメア / クロマチン / CENP-A / エピジェネティックス

研究実績の概要

染色体分配に必須なセントロメアは、動原体が形成されるゲノム領域であり、典型的な機能を持った非コードDNA領域である。したがってセントロメアのゲノム領域を研究することで、非コードDNA領域の理解に貢献できる。我々は、これまでに、LacO-LacIのシステムと染色体工学を併用して人工動原体を作成する過程で、予想外にもセントロメアのサイズが通常の3~5倍程度に巨大化している細胞を見いだした。本研究では、このセントロメアのサイズが大きくなった細胞を利用して、「セントロメア領域のサイズを規定する分子機構」の解明を目的とする。この目的の達成のために、26年度は、セントロメアを巨大化させる因子の同定を試み、HJURPタンパク質の255-500アミノ酸の領域にセントロメアを巨大化させる機能があることを見出した。また、巨大化したセントロメアをもつ染色体の動態を解析した結果、通常の染色体とその挙動が変わらないことを明らかにできた。27年度において、HJURPの255-500アミノ酸の領域と結合するタンパク質としてKNL2を同定し、KNL2とHJURPの結合がセントロメア巨大化に重要であることを明らかにした。さらに、通常の細胞においても、HJURPを過剰発現することで、セントロメアが巨大することも示すことができた。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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] CENP-32 is required to maintain centrosomal dominance in bipolar spindle assembly (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinya Ohta, Laura Wood, Iyo Toramoto, Ken-Ichi Yagyu, Tatsuo Fukagawa, and William C. Earnshaw
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell. 巻: 26(7) 号: 7 ページ: 1225-1237
  • DOI: 10.1091/mbc.e14-09-1366
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] HJURP is involved in the expansion of centromeric chromatin. (2015)
  • 著者名/発表者名: Perpelescu M, Hori T, Toyoda A, Misu S, Monma N, Ikeo K, Obuse C, Fujiyama A, Fukagawa T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 巻: 26 ページ: 2742-2754
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell Division: A New Role for the Kinetochore in Central Spindle Assembly. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukagawa T.
  • 雑誌名: Curr Biol. 巻: 25 号: 13 ページ: 554-557
  • DOI: 10.1016/j.cub.2015.05.016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamic changes in the CCAN organization through CENP-C during cell-cycle progression. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagpal H, Hori T, Furukawa A, Sugase K, Osakabe A, Kurumizaka H, Fukagawa T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 巻: 26
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal structure and stable property of the cancer-associated heterotypic nucleosome containing CENP-A and H3.3. (2014)
  • 著者名/発表者名: Arimura Y, Shirayama K, Horikoshi N, Fujita R, Taguchi H, Kagawa W, Fukagawa T, Almouzni G, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 4 号: 1 ページ: 7115-7115
  • DOI: 10.1038/srep07115
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Neocentromeres. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukagawa T, Earnshaw WC.
  • 雑誌名: Curr Biol 巻: 24 号: 19 ページ: R946-R947
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.08.032
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The centromere: chromatin foundation for the kinetochore machinery. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukagawa T, Earnshaw WC.
  • 雑誌名: Dev Cell 巻: 30 号: 5 ページ: 496-508
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.08.016
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reorganization of Damaged Chromatin by the Exchange of Histone Variant H2A.Z-2. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishibuchi I
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys. 巻: 89 号: 4 ページ: 736-744
  • DOI: 10.1016/j.ijrobp.2014.03.031
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Histone H4 Lys 20 monomethylation of the CENP-A nucleosome is essential for kinetochore assembly. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hori, T., Shang, W.H., Toyoda, A., Misu, S., Monma, N., Ikeo, K., Molina, O., Vargiu, G., Fujiyama, A., Kimura, H., Earnshaw, W.C., Fukagawa, T.
  • 雑誌名: Dev Cell 巻: 29 号: 6 ページ: 740-749
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The histone-fold complex MHF is remodeled by FANCM to recognize branched DNA and protect genome stability. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fox D 3rd, Yan Z, Ling C, Zhao Y, Lee DY, Fukagawa T, Yang W, Wang W.
  • 雑誌名: Cell Res 巻: 24 号: 5 ページ: 560-575
  • DOI: 10.1038/cr.2014.42
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Meiosis-specific cohesin mediates homolog recognition in mouse spermatocytes (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro KI., Kim J., Shibuya H., Hernandez-Hernandez A., Suzuki A., Fukagawa T., Shioi G., Kiyonari H., Li XC., Schimenti J., Hoog C., Watanabe Y.
  • 雑誌名: Genes Dev. 巻: 28 号: 6 ページ: 594-607
  • DOI: 10.1101/gad.237313.113
  • 査読あり
• [雑誌論文] The CENP-O complex requirement varies among different cell types. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kagawa, N., Hori, T., Hoki, Y., Hosoya, O., Tsutsui, K., Saga, Y., Sado, T., and *Fukagawa, T.
  • 雑誌名: Chrom. Research 巻: in press 号: 3 ページ: 293-303
  • DOI: 10.1007/s10577-014-9404-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Specific features of centromeric chromatin for kinetochore assembly (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: International Conference on Chromatin Regulation in Proliferation and Differentiation
  • 発表場所: Essen, Germany
  • 年月日: 2015-09-02
  • 招待講演
• [学会発表] Specific features of centromeric chromatin (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: International Symposium on Non-coding DNA and Chromosome Integrity
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 年月日: 2015-08-07
  • 招待講演
• [学会発表] Specific features of centromeric chromatin (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: FASEB meeting on Mitosis: Spindle assembly and function
  • 発表場所: Big Sky, Montana, USA
  • 年月日: 2015-06-21
  • 招待講演
• [学会発表] Centromere specification and kinetochore assembly (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: 3R symposium
  • 発表場所: Gotenba (時のすみか)
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Structural basis of centromeres (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: 日本癌学会
  • 発表場所: 横浜 (パシフィコ横浜)
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] Centromere Specification and Assembly in Vertebrates (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: Gordon Reseach Conference: Centromere Biology
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] Phosphorylation of CENP-T controls kinetochore assembly (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: タンパク質科学会年会
  • 発表場所: 横浜 (パシフィコ横浜)
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Centromere specific chromatin structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Fukagawa
  • 学会等名: IIAS Reseach Conference 2014 Chromatin Decoding
  • 発表場所: Kyoto (国際高等研究所)
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-15
  • 招待講演
• [備考] 染色体のセントロメア形成に関わる分子スイッチを発見
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1468/1527.html
• [備考] セントロメアを構成するクロマチン構造
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1468/1559.html