核内ネットワークを制御する天然変性タンパク質の機能発現

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現
• 研究課題/領域番号: 21113005
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 石野 良純 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30346837)
• 研究分担者: 奥脇 暢 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50322699) ; 清水 光弘 明星大学, 理工学部, 教授 (80231364)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 天然変性蛋白質 / 分子間相互作用 / DNA複製 / DNA修復 / 転写因子 / ヒストンシャペロン

研究概要

複製フォーク進行停止の修復過程で重要な役割を担うヒトのhHef (FANCM)とアーキアのHefタンパク質について、それぞれの天然変性領域と相互作用するタンパク質を網羅的にスクリーニングして得られた候補タンパク質の解析を進めた。天然変性領域が複数のタンパク質因子と相互作用するためには、フレキシブルな構造変換が必要であり、それを実験的に証明するために構造解析を進めた。アーキア由来のHefについては結果をまとめて論文投稿した。ヒト由来のhHefについては、結晶化やNMR解析を行うための試料調製に多くの努力を払った。特に、ヒトHefとチェックポイント制御因子である MDC1の相互作用に力を入れ、結合に伴うhHef天然変性領域の構造変化解明を目指した。多くの実験を重ねて、MDC1のhHef結合部位を可溶性タンパク質として精製する方法を見つけ出した。
出芽酵母のテロメアリピートがヌクレオソームポジショニングを破壊することを示し論文発表した。ヒトのテロメアリピートにおけるヌクレオソーム形成とTRF1とTRF2の天然変性領域の機能を解析するための実験系を構築し解析を進めた。減数分裂初期遺伝子群の転写の活性と抑制を制御するUme6において、Ime1、Isw2クロマチンリモデリング因子複合体、Sin3-Rpd3ヒストン脱アセチル化酵素複合体との相互作用に関与する天然変性領域のセグメントを決定した。
Nucleophosminは核小体に局在し、ヒストンシャペロン活性を有すること、クロマチン構造の制御に関わること、rRNA結合活性を通してリボソーム生合成に関わることを明らかにした。Nucleophosminは294アミノ酸からなるタンパクで、C末端領域は特異的なRNAに結合するのに必須であることがわかった。天然変性状態の中央領域が、Nucleophosminの機能に果たす役割を解析した結果、ID領域がリン酸化を介して、Nucleophosmin のRNA結合活性を調節することが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25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] Mutations of Asp540 and the domain-connecting residues synergistically enhance Pyrococcus furiosus DNA ligase activity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, M., Ishino, S., Ishino, Y., and Nishida, H.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 588 ページ: 230-235
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.10.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upstream binding factor-dependent and pre-rRNA transcription-independent association of pre-rRNA processing factors with rRNA gene. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ueshima, S., Nagata, K., and Okuwaki, M.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 443 ページ: 22-27
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.11.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsically disordered regions of nucleophosmin/B23 regulate its RNA binding activity through their inter- and intra-molecular association. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisaoka, M., Nagata, K., and Okuwaki, M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 42 ページ: 1180-1195
  • DOI: 10.1093/nar/gkt897
  • 査読あり
• [雑誌論文] A guanine nucleotide exchange factor for Rab5 proteins is essential for intracellular transport of the proglutelin from the Golgi apparatus to the protein storage vacuole in rice endosperm. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Wen, L., Satoh-Cruz, M., Kawagoe, Y., Nagamura, Y., Thomas, W., Okita, H., Washida, H., Sugino, A., Ishino, S., Ishino, Y., Ogawa, M., Sunada, M., Ueda, T., and Kumamaru, T.
  • 雑誌名: PlantPhysiol 巻: 162 ページ: 663-674
  • DOI: 10.1104/pp.113.217869
  • 査読あり
• [雑誌論文] Telomeric repeats act as nucleosome-disfavouring sequences in vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, Y., Morohashi, N., Nishimura, Y., Kurumizaka, H., and Shimizu, M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 42 ページ: 1541-1552
  • DOI: 10.1093/nar/gkt1006
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ribosome RNA gene and nucleolar structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Okuwaki M.
  • 雑誌名: Seikagaku 巻: 85 ページ: 845-851
• [雑誌論文] Identification of a novel and unique transcription factor in the intraerythrocytic stage of Plasmodium falciparum. (2013)
  • 著者名/発表者名: Komaki-Yasuda, K., Okuwaki, M., Nagata, K., Kawazu, S., and Kano, S.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8 ページ: e74701
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074701
  • 査読あり
• [学会発表] 好熱性アーキアThermoplasma acidophilumにおける複製ヘリカーゼの分岐進化した活性化メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 尾木野弘実、石野園子、真柳浩太、大山拓次、白井剛、森川耿右、Haugland Gyri Teien、Birkeland Nils-Kare、神田大輔、石野良純
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] ファンコニ貧血原因タンパク質のFANCMに存在する長鎖天然変性領域の機能解析～MDC1-BRCTドメインの調製法の検討～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 山上 健、石野園子、石野良純
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcus furiosus由来3′→5′エキソヌクレアーゼの生化学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野園子、當利和夫、濱砂孝文、山上健、宮園健一、田之倉 優、石野良純
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] 複製フォークの停止修復に関わるHefタンパク質に見られる天然変性領域の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野 園子、山上 健、冨田 宏矢、金井 保、跡見 晴幸、石野 良純
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] 超好熱性アーキア由来エキソヌクレアーゼの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野園子、當利和夫、濵砂孝文、山上健、宮園健一、田之倉優、冨田宏矢、金井保、跡見晴幸、石野良純
  • 学会等名: 第14回極限環境生物学会
  • 発表場所: 明治大学、東京
  • 年月日: 20131026-20131027
• [学会発表] 超好熱性アーキアから発見された新規のヌクレアーゼについて (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野良純
  • 学会等名: 第2回 食品薬品生物構造学研究会
  • 発表場所: 御殿場高原時之栖、御殿場
  • 年月日: 20131003-20131004
  • 招待講演
• [学会発表] Telomeric repeat sequences prevent nucleosome formation in vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: 市川 雄一, 諸橋 伸行, 三界 博忠, 西村 善文, 胡桃坂 仁志, 清水 光弘
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜, 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] Structural and functional analyses of the archaeal Hef protein involved in stalled replication fork repair. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: Thermophiles2013
  • 発表場所: Regensburg, Germany
  • 年月日: 20130908-20130913
  • 招待講演
• [学会発表] Activation mechanism of the replicative helicase in the thermophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Ogino, Sonoko Ishino, Kouta Mayanagi, Takuji Oyama, Tsuyoshi Shirai, Kosuke Morikawa, Gyri Teien Haugland, Nils-Kare Birkeland, and Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: Thermophiles2013
  • 発表場所: Regensburg, Germany
  • 年月日: 20130908-20130913
• [学会発表] Analysis of the single-strand-specific 3′-5′ exonuclease found in Thermococci. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sonoko Ishino, Kazuo Tori, Takafumi Hamasuna, Takeshi Yamagami, Ken-Ichi Miyazono, Masaru Tanokura, and Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: Thermophiles 2013
  • 発表場所: Regensburg, Germany
  • 年月日: 20130908-20130913
• [学会発表] 高速・高効率PCRを目指したDNAポリメラーゼの創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 恒川冴恵、石野園子、山上健、石野良純
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部合同大会
  • 発表場所: 県立広島大学、広島
  • 年月日: 20130905-20130906
• [学会発表] Pyrococcus furiosus由来Exo Iのホモ三量体形成と活性の関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 濵砂孝文、石野園子、山上健、宮園健一、田之倉優、石野良純
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部合同大会
  • 発表場所: 県立広島大学、広島
  • 年月日: 20130905-20130906
• [学会発表] アーキアの損傷塩基修復酵素Endonulease Qの活性に関わるアミノ酸残基の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧田成人、白石都、石野園子、山上健、石野良純
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部合同大会
  • 発表場所: 県立広島大学、広島
  • 年月日: 20130905-20130906
• [学会発表] Identification and characterization of a repair protein, Endonuclease Q found in Archaea (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshizumi Ishino
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Archaea: Ecology, Metabolism & Molecular Biology 2013
  • 発表場所: Barga, Italy
  • 年月日: 20130728-20130802
  • 招待講演
• [学会発表] アーキアに見出された損傷塩基修復酵素 Endonuclease Qの特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石都、石野園子、牧田成人、江頭由里子、清成信一、山上健、石野良純
  • 学会等名: 日本Archaea研究会第26回講演会
  • 発表場所: 東京工業大学、東京
  • 年月日: 20130719-20130720
• [学会発表] 好酸性好熱性アーキアMetallosphaera sedula TA-2株の脂質構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高島夏希、小寺義男、新津隆士、中村和生、須貝昭彦、伊藤佑子
  • 学会等名: 日本Archaea研究会第26回講演会
  • 発表場所: 東京工業大学、東京
  • 年月日: 20130719-20130720
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcus furiosusから同定された新規な修復エンドヌクレアーゼ (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石 都、石野園子、牧田成人、江頭由里子、清成信一、山上 健、石野良純
  • 学会等名: 第13回 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館、鳥取
  • 年月日: 20130612-20130614
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcus furiosusより見出された一本鎖特異的3′-5′エキソヌクレアーゼ (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野園子 當利和夫 濵砂孝文 清成信一 田原沙樹 山上健 宮園 健一 田之倉 優 石野良純
  • 学会等名: 第13回 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館、鳥取
  • 年月日: 20130612-20130614
• [学会発表] 未培養アーキアCaldiarchaeum subterraneumのDNAポリメラーゼの特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野園子、Jacqueline Buttiker、山上健、輿貴文、布浦拓郎、高木善弘、高見英人、高井研、岩井成憲、石野良純
  • 学会等名: 第13回 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館、鳥取
  • 年月日: 20130612-20130614
• [学会発表] 赤潮発生予測技術開発を目指した海洋微生物のメタゲノム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南雲吉代、金田敏枝、石野園子、山上 健、森 一樹、 田代康介、久原 哲、島崎洋平、 大嶋雄治、 石野良純
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2013年度大会
  • 発表場所: 北九州 国際会議場、北九州
  • 年月日: 20130530-20130601
• [学会発表] 環境モニタリングを目的とした海洋微生物メタゲノム解析のためのDNA抽出法の確立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金田敏枝、南雲吉代、坂見知子、桑田晃、石野良純
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2013年度大会
  • 発表場所: 北九州 国際会議場、北九州
  • 年月日: 20130530-20130601
• [学会発表] アーキアの損傷塩基除去修復に関わる新規酵素の発見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石 都、石野園子、牧田成人、江頭由里子、清成信一、山上 健、石野良純
  • 学会等名: 平成25年度日本生化学会九州支部例会(佐賀大会)
  • 発表場所: 佐賀大学、佐賀
  • 年月日: 20130518-20130519
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcus furiosus由来新規3′-5′エキソヌクレアーゼの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石野園子、當利和夫、濵砂孝文、清成信一、田原沙樹、山上健、宮園健一、田之倉優、石野良純
  • 学会等名: 平成25年度日本生化学会九州支部例会(佐賀大会)
  • 発表場所: 佐賀大学、佐賀
  • 年月日: 20130518-20130519
• [備考] 九州大学蛋白質化学工学研究室ホームページ
  • URL: http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/pce-web/
• [備考] 清水研究室ホームページ「明星大学 生命科学 化学系 教員・研究室 清水研究室」
  • URL: http://www.hino.meisei-u.ac.jp/chem/LBT/Shimizu01.html
• [備考] 奥脇研究室ホームページ 『感染生物学分子ウイルス学分野』
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/basic-med/infectionbiology/virology/news.html
• [産業財産権] Novel DNA cleavage enzyme (2013)
  • 発明者名: Ishino Y. Ishino S. Shiraishi M.
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 61/821866
  • 出願年月日: 2013-05-10
  • 外国