• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2019 年度 実績報告書

減数分裂における細胞核・クロマチン構造の変換メカニズム

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 18H05533
研究機関大阪大学

研究代表者

平岡 泰  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10359078)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードクロマチン / 減数分裂
研究実績の概要

分裂酵母をモデルとして、クロマチンポテンシャルに影響を与えるものとして、(1)核膜との相互作用、(2)非コードRNAとの相互作用、(3)ヒストン修飾について解析を行った。
(1)核膜との相互作用、:Lem2とBqt4の二重欠損株は致死となるが、この株では核タンパク質が核外に漏出し、この漏出が致死の原因であることを明らかにし、Lem2とBqt4が核膜のバリア機能の維持に重要であることを明らかにした。また、この致死性を相補するものとして、分裂酵母の核膜に局在するElo2タンパク質を発見した。分裂酵母においてElo2を欠損すると致死となるが、この致死性をヒトElo2ホモログが相補することから、Elo2の機能が種を越えて保存されていることを示した (Kinuagsa et al, J Cell Sci 2019)。
(2)非コードRNAとの相互作用、:これまで報告していたsme2 RNAに加え、クロマチンに蓄積する新たな非コードRNAおよびRNA結合タンパク質を同定した(Ding et al, Nat Commun 2019)。また、数理物理学との分野融合によりコンピュータシミュレーションを行い、相同染色体対合過程の数理モデルを構築した(Takao et al, J Phys Soc Jap 2019)。
(3)ヒストン修飾:分裂酵母の2つのヒストンH2A遺伝子の1つを欠損すると、染色体末端のリボソームRNAリピート配列が絡まって、染色体分離異常を起こすことを明らかにした(Yamamoto et al, Sci Rep 2019)。また、ヒストンH2Aのユビキチン化がヒストンシャペロンとの相互作用を介してクロマチン上へのヒストンローディングを制御することがわかった(Murawska et al, Mol Cell 2019)。

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

3つの項目、(1)核膜、(2)非コードRNA、(3)ヒストン修飾について、論文に至る成果をあげることができた。
(1)Lem2・Lnp1欠損が核タンパク質の漏出を起こすことから、Lem2とBqt4が核膜のバリア機能の維持に果たす役割を明らかにした。さらに、その役割を核膜に局在するElo2が相補する仕組みを明らかにし、論文の発表に至った。
(2)非コードRNAをクロマチンに蓄積させる一群のタンパク質を同定し、この一群のタンパク質と非コードRNAがクロマチン上に蓄積することで液相分離を起こすことにより、クロマチンの相同領域をたぐり寄せるという新しいモデルを提唱することができ、論文の発表に至った。
(3)ヒストン修飾・バリアントや量的制御が染色体分離に与える影響について明らかにし、論文の発表に至った。

今後の研究の推進方策

(1)核膜:Lem2およびBqt4の欠損株の遺伝子発現をDNAマイクロアレイで計測することにより、Lem2やBqt4がクロマチンポテンシャルの形成に与える影響を解析する。さらにLem2およびBqt4と相互作用するタンパク質を生化学的に同定する。また、核膜タンパク質Lem2とERタンパク質Lnp1の二重欠損が合成的生育不全を起こすことがわかったので、これを相補する因子の探索を行う。これらの解析から、分裂酵母のゲノム安定性に影響を与える核膜およびER膜タンパク質を絞り込み、遺伝子解析を行うとともに、DNAマイクロアレイで遺伝子発現を計測する。また、Lem2やBqt4と結合するクロマチン領域をChIP-seqで特定し、その領域での遺伝子発現と核内配置を比較する。
(2)非コードRNA:非コードRNAとRNA結合タンパク質はクロマチン上に複合体を形成し、液相分離を起こすと考えられるが、この現象の物理化学的根拠を得るために、溶液内での物性を計測する。さらに、得られた物理化学パラメーターに基づき、コンピュータシミュレーションによる理論モデルを構築する。
(3)ヒストン修飾:ヒストンH4のリシンのアセチル化がクロマチン構造に与える影響を生化学解析と遺伝子解析の両面から検定する。そのために、これらのリシンをアルギニンに置換した変異株を作成し、体細胞分裂と減数分裂でのクロマチン機能への影響や、薬剤感受性の違いを解析する。またアセチル化ヒストンH4と相互作用する因子の生化学的探索およびゲノムライブラリー探索を引き続き行い、得られた候補タンパク質の局在解析を行うとともに、遺伝子破壊などにより、体細胞分裂と減数分裂でのクロマチン機能への影響や、DNA複製やDNA損傷修復チェックポイント阻害剤などに対する感受性の違いを解析する。また、ゲノム上でのヌクレオソーム分布を体細胞分裂と減数分裂で計測する。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 5件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] National Health Research Institutes(その他の国・地域 台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Health Research Institutes
  • [国際共同研究] Ludwig Maximilians University of Munich(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Ludwig Maximilians University of Munich
  • [国際共同研究] University of Oregon(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Oregon
  • [雑誌論文] Intracellular ATP levels influence cell fates in Dictyostelium discoideum differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka Haruka、Nakano Tadashi、Kuwana Satoshi、Fukuzawa Masashi、Hirano Yasuhiro、Ueda Masahiro、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 25 ページ: 312~326

    • DOI

      10.1111/gtc.12763

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Human Ebp1 rescues the synthetic lethal growth of fission yeast cells lacking Cdb4 and Nup1842020

    • 著者名/発表者名
      Osemwenkhae Osaretin P.、Sakuno Takeshi、Hirano Yasuhiro、Asakawa Haruhiko、Hayashi‐Takanaka Yoko、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 25 ページ: 288-295

    • DOI

      10.1111/gtc.12757

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Chaperone FACT and Histone H2B Ubiquitination Maintain S. pombe Genome Architecture through Genic and Subtelomeric Functions2020

    • 著者名/発表者名
      Murawska Magdalena、Schauer Tamas、Matsuda Atsushi、Wilson Marcus D.、Pysik Thomas、Wojcik Felix、Muir Tom W.、Hiraoka Yasushi、Straub Tobias、Ladurner Andreas G.
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 77 ページ: 501~513.e7

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.11.016

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Roles of Remote and Contact Forces in Epithelial Cell Structure Formation2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Tadashi、Okaie Yutaka、Kinugasa Yasuha、Koujin Takako、Suda Tatsuya、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 118 ページ: 1466~1478

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2020.01.037

    • 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
      Ding Da-Qiao、Okamasa Kasumi、Katou Yuki、Oya Eriko、Nakayama Jun-ichi、Chikashige Yuji、Shirahige Katsuhiko、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
    • 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] Asymmetrical localization of Nup107-160 subcomplex components within the nuclear pore complex in fission yeast2019

    • 著者名/発表者名
      Asakawa Haruhiko、Kojidani Tomoko、Yang Hui-Ju、Ohtsuki Chizuru、Osakada Hiroko、Matsuda Atsushi、Iwamoto Masaaki、Chikashige Yuji、Nagao Koji、Obuse Chikashi、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
    • 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
  • [雑誌論文] Nuclear formation induced by DNA-conjugated beads in living fertilised mouse egg2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yuka、Bilir Sukriye、Hatano Yu、Fukuda Tatsuhito、Mashiko Daisuke、Kobayashi Shouhei、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko、Yamagata Kazuo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 8461

    • DOI

      10.1038/s41598-019-44941-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Histone H2A insufficiency causes chromosomal segregation defects due to anaphase chromosome bridge formation at rDNA repeats in fission yeast2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Takaharu G.、Ding Da-Qiao、Nagahama Yuki、Chikashige Yuji、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 7159

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43633-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The very-long-chain fatty acid elongase Elo2 rescues lethal defects associated with loss of the nuclear barrier function in fission yeast cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kinugasa Yasuha、Hirano Yasuhiro、Sawai Megumi、Ohno Yusuke、Shindo Tomoko、Asakawa Haruhiko、Chikashige Yuji、Shibata Shinsuke、Kihara Akio、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 132 ページ: jcs229021

    • DOI

      10.1242/jcs.229021

    • 査読あり
  • [学会発表] トランスフェクションされた外来DNAの核移行2019

    • 著者名/発表者名
      原口徳子、荒神尚子、小坂田裕子、福田紀子、森知栄、小林昇平、平岡泰
    • 学会等名
      第37回染色体ワークショップ・第18回細胞核ダイナミクス研究会
  • [学会発表] DNA複製におけるヒストンH4アセチル化の役割2019

    • 著者名/発表者名
      平岡泰、Osaretin P. Osemwenkae、吉本翔一、平野泰弘、作野剛士、淺川東彦、原口徳子
    • 学会等名
      第37回染色体ワークショップ・第18回細胞核ダイナミクス研究会
  • [学会発表] ヒト細胞内で人工ビーズ依存的に構築される人工核2019

    • 著者名/発表者名
      原口徳子、小林昇平、Bilir Sukriye、荒神尚子、小坂田裕子、森知栄、平岡泰
    • 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] 計測再構成的アプローチによるマウス受精卵での人工細胞核構築2019

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫、鈴木由華、Bilir Sukriye、福田龍人、平岡泰、原口徳子
    • 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] テトラヒメナの大核と小核の核膜孔複合体ではNup107-160部分複合体の配置が異なる2019

    • 著者名/発表者名
      岩本政明、小坂田裕子、森知栄、糀谷知子、平岡泰、原口徳子
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 選択的オートファジー機構を介した細胞自己防衛機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      小川英知、土屋惠、渡邊賢人、荒神尚子、小林昇平、森知栄、平岡泰、原口徳子
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] The fate of the micronucleus generated by failure of chromosome segregation and roles of the nuclear envelope on their fate2019

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi T, Koujin T, Osakada H, Kojidani T, Kobayashi S, Masumoto H, Hiraoka Y
    • 学会等名
      放射線影響学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母核膜孔複合体タンパク質の生細胞蛍光イメージング解析2019

    • 著者名/発表者名
      淺川東彦、糀谷知子、 松田厚志、楊惠如、大槻千鶴、小坂田裕子、岩本政明、近重裕次、長尾恒治、小布施力史、平岡泰、原口徳子
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規形成セントロメアの減数分裂における安定性2019

    • 著者名/発表者名
      荻山友貴、久保田佳乃、淺川東彦、平岡泰、石井浩二郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母に特異的な核膜孔複合体構造の解析2019

    • 著者名/発表者名
      淺川東彦、糀谷知子、松田厚志、大槻千鶴、平岡泰、原口徳子
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
  • [学会発表] Lem2 and Lnp1 cooperatively maintain the nuclear membrane integrity through ESCRT-III functions2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Y, Kinugasa Y, Osakada H, Shindo T, Kubota Y, Shibata S, Haraguchi T, Hiraoka Y
    • 学会等名
      EMBO The International Fission Yeast Meeting 2019
  • [学会発表] Very-long-chain fatty acid elongase Elo2 rescues chromosomal defects associated with loss of nuclear membrane protein Lem22019

    • 著者名/発表者名
      Kinugasa Y, Hirano Y, Asakawa H, Chikashige Y, Haraguchi T, Hiraoka Y
    • 学会等名
      EMBO The International Fission Yeast Meeting 2019
  • [学会発表] 減数分裂期コヒーシンを介した染色体高次構造形成機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      作野剛士、平岡泰
    • 学会等名
      第18回生命科学研究会
  • [学会発表] トランスフェクションで導入された外来DNA の細胞内動態2019

    • 著者名/発表者名
      原口徳子、荒神尚子、小坂田裕子、森知栄、小林昇平、有吉哲郎、岡田康志、平岡泰
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会年会
  • [学会発表] 相同染色体ペアリングにおける液相分離の役割2019

    • 著者名/発表者名
      丁大橋、岡正華澄、原口徳子、平岡泰
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会年会
  • [学会発表] 細胞性粘菌の分化運命は細胞内ATP 濃度に依存する2019

    • 著者名/発表者名
      平岡陽花、桑名悟史、福澤雅志、上田昌宏、原口徳子、平岡泰
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会年会
  • [産業財産権] 2種類のTBK1/IKKe阻害剤を利用した核酸導入2020

    • 発明者名
      小川英知、土屋惠、渡邊賢人、平岡泰、原口徳子
    • 権利者名
      小川英知、土屋惠、渡邊賢人、平岡泰、原口徳子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願第2020-000088
  • [産業財産権] Light detecting device ad laser microscope system2019

    • 発明者名
      原口徳子、平岡泰、他
    • 権利者名
      原口徳子、平岡泰、他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      US10,209,504 B2
    • 外国

URL: 

公開日: 2021-01-27   更新日: 2022-08-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi