細胞分化にともなうクロマチン変動メカニズムの解明

2015 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: 25116010
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 大川 恭行 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• キーワード: エピゲノム / クロマチン / ヒストンバリアント

研究実績の概要

平成２７年度では、研究領域当初より予備検討を行っていたマウス及びヒトヒストンバリアントの網羅的同定を論文成果として発表を行った。概要としてマウスにおいて１４種、ヒトでは３種の新たなヒストンH3バリアント遺伝子を同定した。更に転写産物の解析を行った結果、そのうちマウスについては６種、ヒトについては３種全てのmRNAレベルでの発現を確認した。タンパク質レベルにおいては少なくとも４種について確認した。更に、それぞれの細胞生物学的、生化学的な特性の解明を行った結果、精巣特異的に発現するH3バリアントH3tをはじめ、7種はクロマチンに安定的に取り込まれることからヌクレオソーム構成因子として機能しうることが示唆された。また、ヒトH3バリアントについても領域内の共同研究を展開し、H3.Y及びH3.5の解析を行い論文発表を行った(Kujirai et al. Nucleic Acids Res. 2016, Urahama et al. Epigenetics Chromatin 2016)。また、ゲノムワイドなヌクレオソーム配置及びその特性についても解析を行った。特に転写因子結合周囲のヌクレオソーム配置パターンが主に5種に大別されることを明らかにし、転写活性化状態がヌクレオソーム配置パターンより予測可能であることを示し論文発表を行っている(Maehara et al, Sci Rep. 2016)。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

現在個別のヒストンバリアントの機能解析を進めており研究は極めて順調に推移している。

今後の研究の推進方策

網羅的に同定されたヒストンバリアントの機能解明を進めていき、種特異的なヒストンバリアントの意義について理解を深めていく。以上研究計画の変更はない。

研究成果

• [雑誌論文] Chd5 Regulates MuERV-L/MERVL Expression in Mouse Embryonic Stem Cells Via H3K27me3 Modification and Histone H3.1/H3.2. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashi M, Maehara K, Harada A, Semba Y, Kudo K, Takahashi H, Oki S, Meno C, Ichiyanagi K, Akashi K, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: J Cell Biochem 巻: 117 ページ: 780-792
  • DOI: doi: 10.1002/jcb.25368
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exploration of nucleosome positioning patterns in transcription factor function. (2016)
  • 著者名/発表者名: Maehara K, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 ページ: 19620
  • DOI: doi: 10.1038/srep19620.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of low-abundance proteins in serum via the isolation of HSP72 complexes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, *Shiota M, Nakao T, Uemura R, Nishi S, Ohkawa Y, Matsumoto M, Yamaguchi M, Osada-Oka M, Inagaki A, Takahashi K, Nakayama KI, Gi M, Izumi Y, Miura K, Iwao H.
  • 雑誌名: J Proteomics. 巻: 136 ページ: 214-221
  • DOI: doi: 10.1016/j.jprot.2016.01.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Histone H3.5 forms an unstable nucleosome and accumulates around transcription start sites in human testis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Urahama T, Harada A, Maehara K, Horikoshi N, Sato K, Sato Y, Shiraishi K, Sugino N, Osakabe A, Tachiwana H, Kagawa W, Kimura H, Ohkawa Y, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: Epigenetics Chromatin. 巻: 9 ページ: 2
  • DOI: 10.1186/s13072-016-0051-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chromatin-prebound Crm1 recruits Nup98-HoxA9 fusion to induce aberrant expression of Hox cluster genes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Oka M, Mura S, Yamada K, Sangel P, Hirata S, Maehara K, Kawakami K, Tachibana T, Ohkawa Y, Kimura H, Yoneda Y.
  • 雑誌名: Elife. 巻: 5 ページ: e09540
  • DOI: 10.7554/eLife.09540
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isolation and characterization of fetal Leydig progenitor cells of male mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Shima Y, Miyabayashi K, Tokunaga K, Sato T, Baba T, Ohkawa Y, Akiyama H, Suyama M, Morohashi KI.
  • 雑誌名: Endocrinology. 巻: 157 ページ: 1222-1233
  • DOI: 10.1210/en.2015-1773.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Histone chaperone CAF-1 mediates repressive histone modifications to protect preimplantation mouse embryos from endogenous retrotransposons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hatanaka Y, Inoue K, Oikawa M, Kamimura S, Ogonuki N, Kodama EN, Ohkawa Y, Tsukada Y, Ogura A.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 112 ページ: 14641-14646
  • DOI: 10.1073/pnas.1512775112
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of DNA methylation on positioning and DNA flexibility of nucleosomes with pericentric satellite DNA. (2015)
  • 著者名/発表者名: Osakabe A, Adachi F, Arimura Y, Maehara K, Ohkawa Y, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: Open Biol. 巻: 5 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1098/rsob.150128
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tissue-specific expression of histone H3 variants diversified after species separation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maehara K, Harada A, Sato Y, Matsumoto M,Nakayama K, Kimura H, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: Epigenetics Chromatin 巻: 8 ページ: 35
  • DOI: 10.1186/s13072-015-0027-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distribution of histone H4 modifications as revealed by a panel of specific monoclonal antibodies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi-Takanaka Y, Maehara K, Harada A, Umehara T, Yokoyama S, Obuse C, Ohkawa Y, Nozaki N, Kimura H.
  • 雑誌名: Chromosome Res. 巻: 23 ページ: 753-766
  • DOI: 10.1007/s10577-015-9486-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genomewide identification of target genes of histone methyltransferase dG9a during Drosophila embryogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimaji K, Konishi T, Tanaka S, Yoshida H, Kato Y, Ohkawa Y, Sato T, Suyama M, Kimura H,Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 20 ページ: 902-914
  • DOI: 10.1111/gtc.12281
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Engrafted Neural Stem/Progenitor Cells Promote Functional Recovery through Synapse Reorganization with Spared Host Neurons after Spinal Cord Injury. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokota K, Kobayakawa K, Kubota K, Miyawaki A, Okano H, Ohkawa Y, Iwamoto Y, Okada S.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 5 ページ: 264-277
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2015.06.004.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] foxl3 is a germ cell-intrinsic factor involved in sperm-egg fate decision in medaka. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Sato T, Yamamoto Y, Watakabe I, Ohkawa Y, Suyama M, Kobayashi S, Tanaka M.
  • 雑誌名: Science 巻: 349 ページ: 328-331
  • DOI: 10.1126/science.aaa2657
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Opposing calcium-dependent signalling pathways control skeletal muscle differentiation by regulating a chromatin remodelling enzyme. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nasipakb B, Padilla-Benavides T, Green K, Leszyk J, Mao W, Konda S, Sif S, Shaffer S, Ohkawa Y, Imbalzano AN.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 6 ページ: 7441
  • DOI: 10.1038/ncomms8441.
  • 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] agplus: a rapid and flexible tool for aggregation plots. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maehara K, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: Bioinformatics. 巻: 18 ページ: 3046-3047
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btv322
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cdt1-binding protein GRWD1 is a novel histone-binding protein that facilitates MCM loading through its influence on chromatin architecture. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto N, Maehara K, Yoshida K, Yasukouchi S, Osano S, Watanabe S, Aizawa M, Yugawa T, Kiyono T, Kurumizaka H, Ohkawa Y, Fujita M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 43 ページ: 5898-5911
  • DOI: 10.1093/nar/gkv509
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PSMC5, a 19S Proteasomal ATPase, Regulates Cocaine Action in the Nucleus Accumbens. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi YH, Ohnishi YN, Nakamura T, Ohno M, Kennedy PJ, Ohkawa Y, Nishi A, Neve R, Tsuzuki T, Nestler EJ.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10 ページ: e0126710
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0126710
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A cluster of noncoding RNAs activates the ESR1 locus during breast cancer adaptation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomita S, Abdalla MO, Fujiwara S, Matsumori H, Maehara K, Ohkawa Y, Iwase H, Saitoh N, Nakao M.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 6 ページ: 6966
  • DOI: 10.1038/ncomms7966
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SWI/SNF chromatin-remodeling complexes function in noncoding RNA-dependent assembly of nuclear bodies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi T, Tanigawa A, Naganuma T, Ohkawa Y, Souquere S, Pierron G, Hirose T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 112 ページ: 4304-4309
  • DOI: 10.1073/pnas.1423819112
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] N6-methyladenosine is required for the processing of MyoD pre-mRNA for maintaining skeletal muscle differentiation potential. (2016)
  • 著者名/発表者名: 大川 恭行
  • 学会等名: Keystone Symposia
  • 発表場所: Whistler Conference Centre
  • 年月日: 2016-03-20 – 2016-03-25
  • 国際学会
• [学会発表] Cell fate decision on chromatin by MyoD (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 恭行
  • 学会等名: BMB2010(第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会）
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] The Diversity of Mouse Histone H3 Variants (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 恭行
  • 学会等名: International Symposium on Chromatin Structure,
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] 筋分化および形成破綻におけるエピゲノム制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 恭行
  • 学会等名: 第1回日本筋学会学術集会
  • 発表場所: 国立精神・神経医療研究センター 研修棟ユニバーサルホール
  • 年月日: 2015-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] クロマチンコード解読への挑戦 -NGS解析の展開- (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 恭行
  • 学会等名: 第33回内分泌代謝学サマーセミナー
  • 発表場所: 柳川藩主立花邸 御花
  • 年月日: 2015-07-10
  • 招待講演
• [学会発表] クロマチン構造にプログラムされた骨格筋分化能~エピゲノム解析で解読するヒストンバーコード~ (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 恭行
  • 学会等名: 千葉大学医学研究院開催セミナー
  • 発表場所: 千葉大学 医学部
  • 年月日: 2015-04-15
  • 招待講演
• [図書] Surgery Frontier (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 恭行
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: ㈱メディカルレビュー社
• [図書] 実験医学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上田潤，前原一満，大川恭行，山縣一夫
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 羊土社
• [備考] クロマチン動構造HP
  • URL: http://nucleosome.kyushu-u.ac.jp/