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2019 年度 実績報告書

ヘテロクロマチン構造形成の分子機構

計画研究

研究領域遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル
研究課題/領域番号 18H05532
研究機関基礎生物学研究所

研究代表者

中山 潤一  基礎生物学研究所, クロマチン制御研究部門, 教授 (60373338)

研究分担者 小布施 力史  大阪大学, 理学研究科, 教授 (00273855)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードヘテロクロマチン / HP1 / ヒストン修飾 / 転写制御
研究実績の概要

本研究では、ヘテロクロマチン構造形成の分子機構の解明を目指し、以下2つの課題を中心に研究を実施した。

【1】HP1によるヘテロクロマチンの制御(中山):ヘテロクロマチン形成におけるHP1のアイソフォームの機能分担を明らかにするため、分裂酵母のSwi6とChp2に着目し解析を進めた。クロマチン分画法において、Chp2はSwi6に比べて強固にクロマチンに結合し、これがChp2特異的な機能に関与していることが示唆されている。本年は、Chp2独自の機能を理解することを目的とし、タンデムアフィニティー法によって新規のChp2相互作用因子の単離を試み、実際にその候補因子を見出した。

【2】増殖・分化のスイッチング過程におけるクロマチンの構造変換(中山・小布施):分裂酵母の胞子形成に関して、昨年度までの研究によって安定的に胞子が得られるようになったので、本年はまず胞子のプロテオミクス解析を行い、栄養増殖細胞と胞子で存在量が変化するクロマチン因子の探索を行った。さらに胞子のクロマチン・ヒストンを濃縮する方法を検討した。ES細胞の分化系に関して、Setdb1と結合する因子として、C末端に保存されたCys-rich領域を持つ新規因子EPを同定した。EPと相同性が高いEPLは未分化なマウスES細胞のみで発現することから、ダブルノックアウトES細胞株を作製し、ヘテロクロマチンへの影響を解析した。また、機能未知のHP1結合タンパク質の解析から、不活性化X染色体に局在する因子HBiX2とHBiX3を見出した。両者はN末とC末に種間で保存されている領域を持つが、既知のドメインやモチーフは存在しない。HBiX2とHBiX3は、それぞれ保存されたC末端でヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)と相互作用することから、ヘテロクロマチン領域の低アセチル化状態の維持に寄与することが考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究項目1では、分裂酵母のHP1のアイソフォームの機能分担の解明を目指し、Chp2と相互作用する新規因子の候補を見出すことができたため。また研究項目2では、単離した分裂酵母の胞子の解析によって、胞子特異的に存在量が変動するクロマチン因子を同定することができ、ES細胞の分化系では、Setdb1と相互作用し未分化細胞特異的に発現する2つの因子EP、EPL、また不活性化X染色体に局在する2つの新規因子HBiX2、HBiX3を見出すことができたため。

今後の研究の推進方策

研究項目1では、引き続きChp2相互作用因子の解析を進める。研究項目2の分裂酵母の胞子形成に関しては、さらにヒストン・クロマチンを濃縮する方法を確立し、栄養増殖期と胞子形成の過程におけるヒストン修飾の変化を解析する。ES細胞の分化系に関しては、新たに見出したEP、EPLについて、未分化細胞のヘテロクロマチン形成における役割を検討する。またHBiX2、HBiX3については、不活性化X染色体の形成過程における機能を引き続き解析する。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Karolinska Institutet(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Karolinska Institutet
  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Toronto
  • [国際共同研究] University of Aberdeen(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Aberdeen
  • [雑誌論文] Subacute cutaneous lupus erythematosus with melanocyte elimination induced by pembrolizumab2020

    • 著者名/発表者名
      Mariko Ogawa‐Momohara, Yoshinao Muro, Katsunobu Goto, Chikashi Obuse, Minoru Satoh, Michihiro Kono, Masashi Akiyama
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      doi: 10.1111/1346-8138.15316

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromosome-associated RNA-protein complexes promote pairing of homologous chromosomes during meiosis in Schizosaccharomyces pombe2019

    • 著者名/発表者名
      Da-Qiao Ding, Kasumi Okamasa, Yuki Katou, Eriko Oya, Jun-ichi Nakayama, Yuji Chikashige, Katsuhiko Shirahige, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: 5598

    • DOI

      10.1038/s41467-019-13609-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] H3K14 ubiquitylation promotes H3K9 methylation for heterochromatin assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Eriko Oya, Reiko Nakagawa, Yuriko Yoshimura, Mayo Tanaka, Gohei Nishibuchi, Shinichi Machida, Atsuko Shirai, Karl Ekwall, Hitoshi Kurumizaka, Hideaki Tagami, Jun‐ichi Nakayama
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 20 ページ: e48111

    • DOI

      10.15252/embr.201948111

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] KDM2A-dependent reduction of rRNA transcription on glucose starvation requires HP1 in cells, including triple-negative breast cancer cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Okamoto, Yuji Tanaka, Sachiko Ogasawara, Chikashi Obuse, Jun-ichi Nakayama, Hirohisa Yano, Makoto Tsuneoka
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 10 ページ: 4743-4760

    • DOI

      10.18632/oncotarget.27092

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Leo1 is essential for the dynamic regulation of heterochromatin and gene expression during cellular quiescence2019

    • 著者名/発表者名
      Eriko Oya, Mickael Durand-Dubief, Adiel Cohen, Vladimir Maksimov, Catherine Schurra, Jun-ichi Nakayama, Ronit Weisman, Benoit Arcangioli, Karl Ekwall
    • 雑誌名

      Epigenetics & Chromatin

      巻: 12 ページ: 45

    • DOI

      10.1186/s13072-019-0292-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Do the charges matter?-balancing the charges of the chromodomain proteins on the nucleosome2019

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Hiragami-Hamada, Jun-ichi Nakayama
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 165 ページ: 455~458

    • DOI

      10.1093/jb/mvz004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitotic phosphorylation of HP1α regulates its cell cycle-dependent chromatin binding2019

    • 著者名/発表者名
      Gohei Nishibuchi, Shinichi Machida, Reiko Nakagawa, Yuriko Yoshimura, Kyoko Hiragami-Hamada, Yusuke Abe, Hitoshi Kurumizaka, Hideaki Tagami, Jun-ichi Nakayama
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 165 ページ: 433~446

    • DOI

      10.1093/jb/mvy117

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetrical localization of Nup107-160 subcomplex components within the nuclear pore complex in fission yeast2019

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Asakawa, Tomoko Kojidani, Hui-Ju Yang, Chizuru Ohtsuki, Hiroko Osakada, Atsushi Matsuda, Masaaki Iwamoto, Yuji Chikashige, Koji Nagao, Chikashi Obuse, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 15 ページ: e1008061

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008061

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] HP1のリン酸化はヌクレオソームの結合特異性を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      西淵剛平、川口隆之、田中万葉、沖昌也、田上英明、中山潤一
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2019年大会・第70回日本電気泳動学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母のヘテロクロマチンを制御するヒストン修飾のクロストーク2019

    • 著者名/発表者名
      大屋恵梨子、中川れい子、吉村ゆり子、田中万葉、西淵剛平、町田晋一、胡桃坂仁志、田上英明、中山潤一
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] マウスES細胞分化および初期胚発生過程における1細胞全ゲノムDNA複製タイミング解析2019

    • 著者名/発表者名
      高橋沙央里、三浦尚、 柴田隆豊、長尾恒治、小布施力史、竹林慎一郎、平谷伊智朗
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Elucidation of the molecular basis of heterochromatin body formation2019

    • 著者名/発表者名
      Chikashi Obuse
    • 学会等名
      Chromosome Dynamics 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヘテロクロマチン構造形成に関わるヒストン修飾酵素複合体の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      蜂須賀亜紀、沖昌也、中山潤一
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
  • [学会発表] 分裂酵母JmjCタンパク質Epe1によるゲノムワイドなヘテロクロマチン分布の制御2019

    • 著者名/発表者名
      反田真登、石崎裕章、海東亘、島田篤、中山潤一、村上洋太
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] PI3K複合体のエンドソーム局在化を介して依存性エンドサイトーシスを制御する2019

    • 著者名/発表者名
      天野麻穂、藤岡容一朗、佐藤絢、堀内浩水、吉田藍子、笹島仁、小布施力史、大場雄介
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] マウス初期胚特異的なセントロメア構造およひ機能の分子機序の解明2019

    • 著者名/発表者名
      谷口稜弥、波多野裕、山崎大賀、舛本寛、小布施力史、山縣一夫
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会

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公開日: 2021-01-27  

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