遺伝子転写再構築系による転写サイクル制御機構の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: 高精細アプローチで迫る転写サイクル機構の統一的理解
• 研究課題/領域番号: 24118003
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 伊藤 敬 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (90306275)
• 研究分担者: 大熊 芳明 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (70192515) ; 広瀬 豊 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 准教授 (00218851)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• キーワード: ヒストン / 癌化 / メディエーター複合体 / 転写開始複合体

研究実績の概要

平成２８年度はヒストンH2AのC末端リン酸化と癌化に関する研究を継続して行い成果を発表した。ヒストンリン酸化酵素であるVRK1をノックダウンするとCyclinD1を含む種々の遺伝子発現が低下し癌細胞増殖も低下する。癌遺伝子と考えられているCyclinD1に着目し、CyclinD1の遺伝子発現を調節するプロモーター領域ではVRK1の局在とヒストンH2AのC末端リン酸化の関係を明らかにした。さらにヒストンH2AのC末端リン酸化の癌化への役割を明らかにするため、ヒストンH２AThr120をリン酸化トレオニンの模倣であるアスパラギン酸で置換し NIH3T3に導入し効果を調べた。リン酸化を模倣した変異ヒストンの発現はNIHH3T3を悪性転化トランスフォームすることを明らかにした。この結果はヒストン修飾酵素の異常がヒストンH2Aを高リン酸化されることにより癌化を引き起こすエピジェネティックなメカニズムを証明したものである(Aihara et al, Mol Cell, 2017)。
研究分担者の大熊らは、真核生物の転写サイクルの転写開始から伸長段階までの転写とクロマチン構造を制御し、細胞分化や増殖に関わるメディエーター複合体(メディエーター)と、RNAポリメラーゼIIに正確で効率的な転写開始と開始から伸長への移行を行わせる基本転写因子TFIIEを中心に研究を進めた。その結果、自然免疫に関わるTLR9活性化の際にメディエーターが重要な役割を果たすこと(Yamamoto et al., Genes Cells, 2017)、基本転写因子TFIIEの結晶構造を決定し、その２つのサブユニットが直列に結合した構造をしていることを明らかにした(Mita et al., J. Mol. Biol., 2016)。

現在までの達成度 (段落)

28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

28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] UT Southwestern(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: UT Southwestern
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 1
• [雑誌論文] Mediator cyclin-dependent kinases upregulate transcription of inflammatory genes in cooperation with NF-κB and C/EBPβ on stimulation of Toll-like receptor 9. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, S., Hagihara, T., Horiuchi, Y., Okui, A., Wani, S., Yoshida, T., Inoue, T., Tanaka, A., Ito, T., Hirose, Y., and Ohkuma, Y.
  • 雑誌名: GENES TO CELLS 巻: 22 ページ: 265-276
  • DOI: 10.1111/gtc.12475.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Histone H2A T120 phosphorylation promotes oncogenic transformation via upregulation of cyclin D1. (2016)
  • 著者名/発表者名: Aihara H, Nakagawa T, Mizusaki H, Yoneda M, Kato M, Doiguchi M, Imamura Y, Higashi M, Ikura T, Hayashi T, Kodama Y, Oki M, Nakayama T, Cheung E, Abratani H, Takayama K, Koseki H, Inoue S, Takeshima Y, Ito T.
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 63 ページ: 176-188
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2016.09.012
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SMARCAD1 is an ATP-dependent stimulator of nucleosomal H2A acetylation via CBP, resulting in transcriptional regulation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Doiguchi M, Nakagawa T, Imamura Y, Yoneda M, Higashi M, Kubota K, Yamashita S, Asahara H, Iida M, Fujii S, Ikura T, Liu Z, Nandu T, Kraus W. L., Ueda H, Ito T.
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 6 ページ: 20179
  • DOI: 10.1038/srep20179
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of Human General Transcription Factor TFIIE at Atomic Resolution (2016)
  • 著者名/発表者名: Miwa, K., Kojima, R., Obita, T., Ohkuma, Y., Tamura, Y., and Mizuguchi, M.
  • 雑誌名: JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 巻: 428 ページ: 4258-4266
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2016.09.008.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Human SCP4 is a chromatin-associated CTD phosphatase and exhibits the dynamic translocation during erythroid differentiation (2016)
  • 著者名/発表者名: Wani, S., Sugita, A., Ohkuma, Y., and Hirose, Y.
  • 雑誌名: JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 巻: 160 ページ: 111～120
  • DOI: 10.1093/jb/mvw018.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] ヒストン H２ A T１２０のリン酸化はサイクリン D１発現促進により癌化を引き起こす (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 敬
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] Dynamic Switch Mechanism of RNA Polymerase II by General Transcription Factor TFIIE from Transcription Initiation to the Transition Step from Initiation to Elongation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Ohkuma, Takahide Nakamura, Yusuke Akimoto, Mizuki Fukuoka, Kumiko Sogawa, Yutaka Hirose, Aki Tanaka
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] 基本転写因子TFIIEによる転写開始から伸長への移行の制御機構解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村 考秀、田中 亜紀、福岡 瑞希、廣瀬 豊、大熊 芳明
  • 学会等名: 第３９回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] リン酸化CTD結合因子PCIF1による遺伝子発現調節機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉田愛、柳澤奈月、石黒尋保、田渕圭章、大熊芳明、廣瀬豊
  • 学会等名: 第３９回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] ヒトメディエーター複合体Kinaseモジュール構成サブユニットCDK8/19の新規結合因子の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤田智陽、安倍光姫、山崎愛実、深澤力也、廣瀬豊、大熊芳明
  • 学会等名: 第３９回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] メディエーター複合体と神経細胞分化の関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 裕人、深澤力也、田中亜紀、廣瀬 豊、大熊芳明
  • 学会等名: 第89回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25 – 2016-09-27
• [図書] 実験医学別冊「遺伝子制御の新たな主役 栄養シグナル」４．エネルギー代謝とメディエーター複合体２０１６231 (110-118) (2016)
  • 著者名/発表者名: 大熊 芳明（分担執筆）
  • 総ページ数: 231 (110-118)
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 癌化のエピジェネティクス
  • URL: http://www.med.nagasaki-u.ac.jp/biochem/research03.html