ヘテロクロマチンの構造と機能の理解

2017 年度 実績報告書

• 研究領域: 動的クロマチン構造と機能
• 研究課題/領域番号: 25116004
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小布施 力史 大阪大学, 理学研究科, 教授 (00273855)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• キーワード: ゲノム / エピゲノム / クロマチン / プロテオーム / 転写

研究実績の概要

動的クロマチンを理解するためには、クロマチンの階層を統合的に理解する事が必要不可欠である。クロマチンの階層の一つの要であるヘテロクロマチンが、ヒストン修飾とHP1を基盤としてどのように凝縮した構造を形成し、どのように頑強性と可塑性を兼ね備えた遺伝子発現制御という機能を発揮しているか不明な点が多い。本研究では、これまでに見いだしたヘテロクロマチンの分子ネットワークを基軸に、ヘテロクロマチン構造の構築と機能制御の分子基盤の解明を行うことを目的としている。
本課題により、HP1との物理的なネットワークとしてG9a、PRC2が存在し、それぞれが複数のアクセサリータンパク質が排他的に結合することにより、多様なバリエーションを形成することを明らかにして来た。当該年度は、これらの相互作用の意義を理解するために、複製開始複合体ORCの構成因子とアクセサリーであるGAZ1を含むG9a複合体との結合に着目した。ORCの構成因子を細胞から除去するとG1期の進行が遅延する。複製開始に必須なヘリカーゼであるMCMについて解析したところ、クロマチンにローディングされているものの、一部の開始点にはローディングされていないことが明らかとなり、これがS期進行を妨げていると考えられた。これらの機構は、細胞世代を超えてエピゲノム情報を継承を保障するものであるが、逆に細胞世代を経ることによってエピゲノム情報を書き換える機構となりうることが示唆された。あわせて、HP1結合タンパク質SCAIがRIF1と拮抗してDNA２重鎖切断の２つの修復パスエウィを制御することが明らかとなり、パスウェイを選ぶというよりはむしろ、それぞれのパスウェイが働く時間枠を調節しているという概念を提案できた。

現在までの達成度 (段落)

29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

29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] Lem2 is retained at the nuclear envelope through its interaction with Bqt4 in fission yeast (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirano Yasuhiro、Kinugasa Yasuha、Asakawa Haruhiko、Chikashige Yuji、Obuse Chikashi、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 23 ページ: 122～135
  • DOI: 10.1111/gtc.12557
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compositionally distinct nuclear pore complexes of functionally distinct dimorphic nuclei in the ciliate Tetrahymena. (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M, Osakada H, Mori C, Fukuda Y, Nagao K, Obuse C, Hiraoka Y, Haraguchi T.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 130 ページ: 1822-1834
  • DOI: 10.1242/jcs.199398.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exosomes maintain cellular homeostasis by excreting harmful DNA from cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A, Okada R, Nagao K, Kawamata Y, Hanyu A, Yoshimoto S, Takasugi M, Watanabe S, Kanemaki MT, Obuse C, Hara E.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 8 ページ: 15287
  • DOI: 10.1038/ncomms15287.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inhibition of RIF1 by SCAI Allows BRCA1-Mediated Repair. (2017)
  • 著者名/発表者名: Isobe SY, Nagao K, Nozaki N, Kimura H, Obuse C.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 20 ページ: 297-307
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.06.056.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reconstitution of the oocyte nucleolus in mice through a single nucleolar protein, NPM2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Ogushi Sugako、Yamagata Kazuo、Obuse Chikashi、Furuta Keiko、Wakayama Teruhiko、Matzuk Martin M.、Saitou Mitinori
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 130 ページ: 2416～2429
  • DOI: 10.1242/jcs.195875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defects in dosage compensation impact global gene regulation in the mouse trophoblast (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakata Yuka、Nagao Koji、Hoki Yuko、Sasaki Hiroyuki、Obuse Chikashi、Sado Takashi
  • 雑誌名: Development 巻: 144 ページ: 2784～2797
  • DOI: 10.1242/dev.149138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ser7 of RNAPII-CTD facilitates heterochromatin formation by linking ncRNA to RNAi (2017)
  • 著者名/発表者名: Kajitani Takuya、Kato Hiroaki、Chikashige Yuji、Tsutsumi Chihiro、Hiraoka Yasushi、Kimura Hiroshi、Ohkawa Yasuyuki、Obuse Chikashi、Hermand Damien、Murakami Yota
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 114 ページ: E11208～E11217
  • DOI: 10.1073/pnas.1714579115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 遺伝子の傷をどうやって直すか (2018)
  • 著者名/発表者名: 小布施 力史
  • 学会等名: 遺伝子研究の最前線 一般公開シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] HP1 結合因子とクロマチン機能 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小布施 力史
  • 学会等名: 染色体研究の最前線2018
  • 招待講演
• [学会発表] Conserved repressive chromatin properties on inactive X chromosome in human and mouse (2017)
  • 著者名/発表者名: 小布施 力史
  • 学会等名: SMC proteins; Chromosomal organizers from bacteria to human
  • 国際学会
• [学会発表] Elucidation of structure and function of heterochromatin through human HP1 binding proteins (2017)
  • 著者名/発表者名: 小布施 力史
  • 学会等名: HMGU-Japan meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ヒストンメチル化酵素G9aと複製開始複合体ORCとの相互作用とその意義 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小布施 力史
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • 招待講演