遺伝情報収納のダイナミクス

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 遺伝情報収納・発現・継承の時空間場
• 研究課題/領域番号: 20114003
• 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: 早稲田大学
• 研究代表者: 大山 隆 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (60268513)
• 研究期間 (年度): 2008-11-13 – 2013-03-31
• キーワード: 遺伝情報の収納 / 細胞核 / クロマチン / 染色体 / 核内局在 / 遺伝子発現 / DNAメチル化 / 細胞分化

研究概要

細胞核における遺伝子・DNAの収納原理を探究した。最大の成果として、出芽酵母の間期染色体の構造を決定する主要な因子がDNA物性と細胞核の大きさであることを解明した。また、同一配列DNAを有するヌクレオソーム間の集合能は、互いに異なるDNAを有するヌクレオソーム間の集合能よりも強いことを見出した。以上から、遺伝子・DNAの核内収納において、DNA物性、ヌクレオソームの選択的集合能、細胞核のサイズが決定的に重要な因子であることが明らかになった。また、メチル化されるDNA配列のほとんどは、メチル化後、高次構造または物性の変化を示すことが分かり、DNAの核内収納におけるメチル化の関与も示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Positions of pluripotency genes and hepatocyte-specific genes in the nucleus before and after mouse ES cell differentiation (2014)
  • 著者名/発表者名: Udagawa, K. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Genet. Mol. Res 巻: 13 ページ: 1979-1988
  • DOI: 10.4238/2014.March.24.2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective association between nucleosomes with identical DNA sequences (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa, J. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 41 ページ: 1544-1554
  • DOI: 10.1093/nar/gks1269
  • 査読あり
• [雑誌論文] S-like ribonuclease gene expression in carnivorous plants (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, E., Kawahara, M., Kodaira, R., Kume, M., Arai, N., Nishikawa, J. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Planta 巻: 238 ページ: 955-967
  • DOI: 10.1007/s00425-013-1945-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Most methylation-susceptible DNA sequences in human embryonic stem cells undergo a change in conformation or flexibility upon methylation (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimooka, Y., Nishikawa, J. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 52 ページ: 1344-1354
  • DOI: 10.1021/bi301319y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regions with unusually high flexibility occur frequently in human genomic DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Kageyama, D., Furuya, M., Sugiyama, S., Murata, N. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 77 ページ: 612-617
  • DOI: 10.1271/bbb.120850
  • 査読あり
• [雑誌論文] The genome folding mechanism in yeast (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Shimooka, Y., Nishikawa, J., Miura, O., Sugiyama, S., Yamada, S. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: J. Biochemistry 巻: 154 ページ: 137-147
  • DOI: 10.1093/jb/mvt033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsic homology-sensing and assembling property of chromatin fiber (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa, J., Shimooka, Y. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Meiosis (Bernstein, H. and Bernstein, C. (eds.)) (InTech)
  • DOI: 10.5772/56548
• [雑誌論文] Nuclear localization of reporter genes activated by curved DNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Udagawa, K., Kimura, H., Tanabe, H. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: 113 ページ: 431-437
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2011.11.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Competence of an artificial bent DNA as a transcriptional activator in mouse ES cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanase, J., Mitani, T., Udagawa, K., Nishikawa, J. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Rep 巻: 38 ページ: 37-47
  • DOI: 10.1007/s11033-010-0075-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly efficient chromatin transcription induced by superhelically curved DNA segments: the underlying mechanism revealed by a yeast system (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanase, J., Morohashi, N., Fujita, M., Nishikawa, J., Shimizu, M. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49 ページ: 2351-2358
  • DOI: 10.1021/bi901950w
• [雑誌論文] ゲノムDNAはいかにして折り畳まれるか-DNA物性とゲノム収納- (2009)
  • 著者名/発表者名: 大山隆, 木村元, 下岡保俊
  • 雑誌名: 実験医学増刊号「細胞核-遺伝情報制御と疾患」 巻: 27 ページ: 2715-2722
• [雑誌論文] The human actin-related protein hArp5 : nucleo-cytoplasmic shuttling and involvement in DNA repair (2009)
  • 著者名/発表者名: Kitayama, K., Kamo, M., Oma, Y., Matsuda, R., Uchida, T., Ikura, T., Tashiro, S., Ohyama,T., Winsor, B. and Harata, M.
  • 雑誌名: Exp. Cell Res 巻: 315 ページ: 206-217
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2008.10.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] A common mechanical property shared by yeast nucleosomal DNAs (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: J. Adv. Sci 巻: 20 ページ: 37-40
  • DOI: 10.2978/jsas.20.37
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNAの高次構造と物理的特性に印された遺伝情報 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大山隆
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 巻: 53 ページ: 1-11
• [雑誌論文] Structural and functional characteristics of S-like ribonucleases from carnivorous plants
  • 著者名/発表者名: Nishimura, E., Jumyo, S., Arai, N., Kanna, K., Kume, M., Nishikawa, J., Tanase, J. and Ohyama, T.
  • 雑誌名: Planta 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] DNA sequence-dependent self-assembling property of chromatin fiber (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa J., Shimooka Y. and Ohyama T.
  • 学会等名: The 2013 ASCB annual meeting
  • 発表場所: New Orleans
  • 年月日: 20131200
• [学会発表] Intrinsic homology-sensing and assembling property of chromatin (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohyama T.
  • 学会等名: 23^<rd> Wilhelm Bernhard Workshop on the cell nucleus
  • 発表場所: Debrecen
  • 年月日: 20130800
• [学会発表] Self-organizing and self-assembling properties of chromatin fiber (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohyama T.
  • 学会等名: 1st Singapore-Japan-India Joint Symposium on Protein-DNA interactions in prokaryotic nucleoid and eukaryotic chromatin
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20130700
  • 招待講演
• [学会発表] Characteristics of DNA in meiotic recombination hotspots (2012)
  • 著者名/発表者名: Miura O., Kimura H., Ogake T. and Ohyama T.
  • 学会等名: 2012 Annual Meeting of the American Society for Cell Biology
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 20121200
• [学会発表] The genome folding principle as revealed by modelling of yeast interphase chromosomes (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohyama T.
  • 学会等名: The 22ndWilhelm Bernhard Workshop
  • 発表場所: Latvia
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] The genome folding principle in yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura H., Shimooka Y., Nishikawa J., Miura O., Sugiyama S., Yamada S. and Ohyama T.
  • 学会等名: The 22nd Wilhelm Bernhard Workshop
  • 発表場所: Latvia
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] Structural and physical properties of methylated DNA (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimooka Y. and Ohyama T.
  • 学会等名: The 22ndWilhelm Bernhard Workshop
  • 発表場所: Latvia
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] Three-dimensional architecture of chromatin fibers in the interphase nucleus (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura H., Shimooka Y., Nishikawa J., Miura O., Yamada S. and Ohyama T.
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology 50th Annual Meeting
  • 発表場所: Philadelphia
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] Self-assembly of nucleosomes (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa J. and Ohyama T.
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology 50th Annual Meeting
  • 発表場所: Philadelphia
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] S-like RNase gene expression in carnivorous plants (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishimura E., Horiuchi S., Nozaki N. and Ohyama T.
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology 50th Annual Meeting
  • 発表場所: Philadelphia
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] How genomic DNA is functionally folded in a nucleus (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohyama T., Kimura H., Shimooka Y., Kageyama D., Furuya M., Udagawa K. and Tanase J.
  • 学会等名: TheWilhelm Bernhard Workshop 21st InternationalWorkshop on the Cell Nucleus
  • 発表場所: Ustron, Poland
  • 年月日: 20090800
• [学会発表] 3D structure of 10 nm chromatin fiber deduced from DNA flexibility (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura H., Shimooka Y., Sugiyama S. and Ohyama T.
  • 学会等名: TheWilhelm Bernhard Workshop 21st InternationalWorkshop on the Cell Nucleus
  • 発表場所: Ustron, Poland
  • 年月日: 20090800
• [学会発表] Localization of transgenes activated by an artificial curved DNA (2009)
  • 著者名/発表者名: Udagawa K., Yamamoto T., Fukagawa T. and Ohyama T.
  • 学会等名: TheWilhelm Bernhard Workshop 21st InternationalWorkshop on the Cell Nucleus
  • 発表場所: Ustron, Poland
  • 年月日: 20090800
• [学会発表] Stable transgene expression based on chromatin engineering (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanase J., Udagawa K. and Ohyama T.
  • 学会等名: TheWilhelm Bernhard Workshop 21st InternationalWorkshop on the Cell Nucleus
  • 発表場所: Ustron, Poland
  • 年月日: 20090800
• [学会発表] How genomic DNA is functionally folded in a nucleus (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohyama T., Kimura H., Kageyama D., Furuya M., Shimooka Y., Udagawa K. and Tanase J.
  • 学会等名: 18th Lake Shirakaba Conference
  • 発表場所: Copenhagen
  • 年月日: 20090600
  • 招待講演