へテロクロマチン結合複合体によるゲノム安定性の動的制御

• 研究領域: 動的クロマチン構造と機能
• 研究課題/領域番号: 26116501
• 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: 田中 耕三 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (00304452)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (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: 細胞・組織 / DNA損傷応答 / へテロクロマチン / 染色体分配 / 癌

研究実績の概要

ヘテロクロマチン形成はクロマチン動構造制御の重要な一翼を担っており、これにはHP1(heterochromatin protein 1)が関与している。HP1は研究代表者らが同定した新規分子CAMP(EMBO J, 2011)およびDNA損傷応答に関連するRev7と複合体を形成して機能することが示唆されている。そこで本研究では、クロマチン構造変化とDNA損傷応答、染色体分配の関連について解析し、CAMP, REV7, HP1 からなる複合体(CRH複合体と呼ぶ)がこれらの機能を統合している可能性を検討することを目的とする。H26年度には、CAMP, Rev7, HP1がそれぞれDNA損傷応答と染色体分配に関与することが明らかになった。またCAMPノックアウトマウスを作成したところ、出生直後に死亡することがわかった。これらの結果をふまえ、H27年度には以下のような成果が得られた。
1. 培養細胞でのCRH複合体の機能解析　C端側のZnフィンガー領域が、CAMPのヘテロクロマチン領域への局在に必要であることがわかった。
2. CRH複合体の生化学的解析　精製したCAMP, REV7, HP1の結合を解析したところ、CAMPのWK領域とREV7がstoichiometricに結合することが明らかになった。またCAMPがC端側のZnフィンガー領域でHP1と結合することがわかった。
3. CAMPの神経系での機能についての解析　フランス、イギリス、アメリカの研究者との共同研究により、小児の重度発達障害でCAMPの変異が見られることがわかった（Hum Mutat, 2016）。このCAMPの変異は、いずれもC端側のZnフィンガー領域を欠く変異タンパク質を出現させる。解析の結果、このような変異タンパク質は細胞内局在の異常を示し、同じく発達障害で変異が認められるPOGZとの結合ができないことがわかった。現在CAMPノックアウトマウスでの神経系の異常を解析している。

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

• [国際共同研究] CHU Nantes/CHU Angers/CHRU Brest(フランス)
• [国際共同研究] Baylor College of Medicine/SUNY Upstate Medical University(米国)
• [国際共同研究] NHS Greater Glasgow and Clyde/University Hospital of Wales/Newcastle upon Tyne Hospitals(英国)
• [国際共同研究] University of Malaya(マレーシア)
• [国際共同研究] Rajiv Gandhi Technical University(インド)
• [雑誌論文] De Novo Truncating Mutations in the kinetochore-microtubules attachment gene CHAMP1 Cause Syndromic Intellectual Disability. (2016)
  • 著者名/発表者名: Isidor, B, Kury, S, Rosenfeld, J, A, Besnard, T, (28 authors), Iemura, K, Ikeda, M, Tanaka, K, Bezieau, S.
  • 雑誌名: Hum Mutat 巻: 37 号: 4 ページ: 354-358
  • DOI: 10.1002/humu.22952
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Targeting of tubulin polymerization and induction of mitotic blockage by Methyl 2-(5-fluoro-2-hydroxyphenyl)-1H-benzo[d]imidazole-5-carboxylate (MBIC) in human cervical cancer HeLa cell. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hasanpourghadi, M, Karthikeyan, C, Pandurangan, A, K, Looi, C, Y, Trivedi, P, Kobayashi, K, Tanaka, K, Wong W, F, Mustafa, M, R.
  • 雑誌名: J Exp Clin Cancer Res 巻: 35 号: 1 ページ: 38-38
  • DOI: 10.1186/s13046-016-0332-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phosphoproteomic analysis of human mitotic chromosomes identified a chromokinesin KIF4A. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, M, Tanaka, K, Wakai, T, Hirota, T.
  • 雑誌名: Biomed Res 巻: 37
  • NAID: 130005147428
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel anti-microtubule agent with carbazole and benzohydrazide structures suppresses tumor cell growth in vivo (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Ohira, Y. Iwasaki, C. Tanaka, M. Kuroki, N. Matsuo, T. Kitamura, M. Yukuhiro, H. Morimoto, N. Pang, B. Liu, T. Kiyono, M. Amemiya, K. Tanaka, K. Yoshida, N. Sugimoto, T. Ohshima, M. Fujita
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 巻: 1850 号: 9 ページ: 1676-1684
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2015.04.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] CLIP-170 tethers kinetochores to microtubule plus ends against poleward force by dynein for stable kinetochore-microtubule attachment. (2015)
  • 著者名/発表者名: Amin, M, A, Kobayashi, K, and Tanaka, K.
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 589 号: 19PartB ページ: 2739-2746
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.07.036
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 特集 染色体安定性制御と疾患 総論 染色体不安定性の病態生理. (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中耕三
  • 雑誌名: 細胞 巻: 47 ページ: 212-214
• [雑誌論文] Chromokinesin Kid and kinetochore kinesin CENP-E differentially support congression without end-on attachment to microtubules (2015)
  • 著者名/発表者名: 家村顕自、田中耕三
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 6447-6447
  • DOI: 10.1038/ncomms7447
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CLIP-170 is required to recruit PLK1 to kinetochores during early mitosis for chromosome alignment (2014)
  • 著者名/発表者名: M.A.Amin、伊藤剛、家村顕自、池田真教、田中耕三
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 127 ページ: 2818-2824
  • DOI: 10.1242/jcs.150755
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Defective chromosome dynamics as a cause of chromosomal instability in cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中耕三
  • 学会等名: International Conference of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology (KSMCB) 2016
  • 発表場所: ソウル（韓国）
  • 年月日: 2016-10-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 効率的な染色体整列の異常による染色体不安定性の出現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中耕三
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋市・愛知県）
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] M期キナーゼPlk1による紡錘体チェックポイント制御機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 池田真教, 田中耕三
  • 学会等名: 第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 松島一の坊（松島町・宮城県）
  • 年月日: 2016-01-12
• [学会発表] 効率的な染色体整列の染色体安定性への関与 (2016)
  • 著者名/発表者名: 國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
  • 学会等名: 第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 松島一の坊（松島町・宮城県）
  • 年月日: 2016-01-12
• [学会発表] 赤道面に整列した染色体でのキネトコア-微小管結合修正におけるAurora Aの役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 家村顕自, 田中耕三
  • 学会等名: 第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 松島一の坊（松島町・宮城県）
  • 年月日: 2016-01-12
• [学会発表] 天然変性ハブCAMPの機能と疾患・創薬との関連 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中耕三
  • 学会等名: よこはまNMR研究会第54回ワークショップ
  • 発表場所: 理化学研究所横浜事業所（横浜市・神奈川県）
  • 年月日: 2016-01-08
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム安定性を司る紡錘体チェックポイントの新規分子機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池田真教, 田中耕三
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸市・兵庫）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 効率的な染色体整列の染色体安定性への関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸市・兵庫）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 効率的な染色体整列の異常による染色体不安定性の出現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中耕三
  • 学会等名: 第74回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋市・愛知県）
  • 年月日: 2015-10-08
  • 国際学会
• [学会発表] 効率的な染色体整列の染色体安定性への関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林絹枝, 家村顕自, 田中耕三
  • 学会等名: 平成27年度がん若手研究者ワークショップ
  • 発表場所: 蓼科グランドホテル滝の湯（茅野市・長野県）
  • 年月日: 2015-09-02
• [学会発表] Role of Kid and CENP-E on Efficient Chromosome Alignment (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Iemura, Kozo Tanaka
  • 学会等名: International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
  • 発表場所: 淡路夢舞台（淡路市・兵庫県）
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] Role of Kid and CENP-E on efficient chromosome alignment (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Iemura, Kozo Tanaka
  • 学会等名: 第10回研究所ネットワ－ク国際シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学医学部学友会館（札幌市・北海道）
  • 年月日: 2015-07-23
  • 国際学会
• [学会発表] 効率的な染色体整列におけるKid及びCENP-Eの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 家村顕自, 田中耕三
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（江戸川区・東京都）
  • 年月日: 2015-06-30
• [学会発表] 染色体不安定性と発がん (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中耕三
  • 学会等名: 第9回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 学術総合センター（千代田区・東京都）
  • 年月日: 2015-05-25
• [学会発表] 効率的な染色体整列におけるKid 及びCENP-E の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 家村顕自, 田中耕三
  • 学会等名: 第81回日本生化学会東北支部例会
  • 発表場所: 東北大学片平さくらホール（仙台市・宮城県）
  • 年月日: 2015-05-09
• [学会発表] へテロクロマチン結合複合体によるゲノム安定性の動的制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池田真教, 田中耕三
  • 学会等名: 新学術領域研究「動的クロマチン構造と機能」第3回班会議
  • 発表場所: ルスツリゾート（留寿都村・北海道）
  • 年月日: 2015-05-07
• [学会発表] Chromosomal instability: a road to cancer and aging (2015)
  • 著者名/発表者名: Kozo Tanaka
  • 学会等名: Alfred Benzon Workshop
  • 発表場所: コペンハーゲン（デンマーク）
  • 年月日: 2015-05-07
  • 国際学会
• [学会発表] 効率的な染色体整列におけるKid及びCENP-Eの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 家村顕自、水野夏紀、小林絹枝、田中耕三
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 染色体整列制御分子CAMPは分裂期停止時におけるがん細胞の生存に寄与する (2014)
  • 著者名/発表者名: 家村顕自、伊藤剛、田中耕三
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 動原体キネシンCENP-EとクロモキネシンKidによる染色体運動の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中耕三
  • 学会等名: 理研シンポジウム 第４回分子モーター討論会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪）
  • 年月日: 2014-06-27 – 2014-06-28
• [備考] 東北大学加齢医学研究所
  • URL: http://www.idac.tohoku.ac.jp/index.ja.php
• [備考] 東北大学加齢医学研究所分子腫瘍学研究分野
  • URL: http://www2.idac.tohoku.ac.jp/dep/molonc/index.html
• [備考] 田中耕三研究室 Department of Molecular Oncology
  • URL: http://www2.idac.tohoku.ac.jp/dep/molonc/index.html
• [備考] 東北大学加齢医学研究所 分子腫瘍学研究分野
  • URL: http://www.idac.tohoku.ac.jp/ja/activities/research/molecular_oncology/index.html