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2015 年度 実績報告書

核内アクチンファミリーのゲノム安定性維持への寄与解明と結合ペプチドによる機能操作

研究課題

研究課題/領域番号 15H04625
研究機関東北大学

研究代表者

原田 昌彦  東北大学, 農学研究科, 准教授 (70218642)

研究分担者 太田 邦史  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90211789)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードDNA修復 / エピジェネティック制御
研究実績の概要

DNA損傷を正確・かつ速やかに修復することは、ゲノムの安定性維持において極めて重要であり、その破綻は細胞のがん化などにつながる。クロマチン構造および核構造を介したエピジェネティックな機構が、DNA損傷の制御に関わっている。これまでに我々は、細胞核内のアクチンファミリーがこのDNA損傷のエピジェネティック制御に関与することを見出してきた。これらは、クロマチンリモデリング複合体の構成因子として、また細胞核の骨格タンパク質として機能すると考えられる。そこで本研究では、次世代の人工抗体として注目されている二重環状ペプチドに注目し、核内アクチンファミリーに結合する二重環状ペプチドのスクリーニングおよび、それを用いた機能解析を行なった。単量体アクチン(G-actin)および重合アクチン(F-actin)をスクリーニングにより、これらのアクチンに対する二重環状ペプチドの候補が得られた。また、Arp5, Arp8などを用いたスクリーニングによって、これらのArpに結合する二重環状ペプチドの候補も取得できた。これらを生きた培養細胞中に導入することを試みた。試薬による導入、電気穿孔法などによる導入を検討し、後者を用いて効率的な導入が行なえることを明らかにした。これらの二重環状ペプチドを導入した細胞の表現形を観察することにより、これらの二重環状ペプチドが細胞の中においても、ターゲットタンパク質に結合すること、またターゲットタンパク質の機能を抑制している可能性があることが示された。今後、さらに二重環状ペプチドの評価を続ける。

現在までの達成度 (区分)
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

細胞核内のアクチン、およびアクチン関連タンパク質に結合する、多くの二重環状ペプチドがスクリーニングによって得られた。

今後の研究の推進方策

細胞核内のアクチン、およびアクチン関連タンパク質に結合する二重環状ペプチドの候補が多く取得されているので、これらの評価を継続すると共に、結合が強いものについては、細胞に導入して解析を続ける。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Illinois at Chicago(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Illinois at Chicago
  • [国際共同研究] FMI(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      FMI
  • [雑誌論文] Quantitative regulation of histone variant H2A.Z during cell cycle by ubiquitin proteasome system and SUMO-targeted ubiquitin ligases2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takahashi, Yuki Orihara, Saho Kitagawa, Masayuki Kusakabe, Takahiro Shintani, Yukako Oma, Masahiko Harata
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Actin Family Proteins in the Human INO80 Chromatin Remodeling Complex Exhibit Functional Roles in the Induction of Heme Oxygenase-1 with Hemin.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, Y., Murakami, H., Akiyama, Y., Katoh, Y., Oma, Y., Nishijima, H., Shibahara, K.I., Igarashi, K., Harata, M.
    • 雑誌名

      Front. Genet.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nuclear F-actin enhances the transcriptional activity of β-catenin by increasing its nuclear localization and binding to chromatin.2016

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki, S., Yamamoto, K., de Lanerolle, P., Harata, M.
    • 雑誌名

      Histochem. Cell. Biochem.

      巻: 145 ページ: 388-399

    • DOI

      10.1007/s00418-016-1416-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic complementation analysis showed distinct contributions of the N-terminal tail of H2A.Z to epigenetic regulations.2016

    • 著者名/発表者名
      Kusakabe, M., Oku, H., Matsuda, R., Hori, T., Muto, A., Igarashi, K., Fukagawa, T., Harata, M.
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 21 ページ: 122-135

    • DOI

      10.1111/gtc.12327.

    • 査読あり
  • [学会発表] エピジェネティクスによる生命機能制御:基本メカニズムから人為的操作の可能性まで2017

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度京都大会
    • 発表場所
      京都女子大(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Roles of actin and actin-related proteins in chromatin and nuclear organization2017

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      Nuclear actin in the regulation of transcription and nuclear structure
    • 発表場所
      近畿大学(和歌山県紀の川市)
    • 年月日
      2017-01-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Actin-histone cross talk in chromatin and nuclear organization.2017

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      Japan-Swiss Symposium Chromatin Structure and Dynamics
    • 発表場所
      FMI, Basel, Switzerland
    • 年月日
      2017-01-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゲノム機能制御におけるヒストンバリアントとアクチンファミリーのインタープレイ2016

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      平成28年度遺伝研研究会  「クロマチン・細胞核の動的構造変換とエピジェネティック制御」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • 年月日
      2016-10-27
    • 招待講演
  • [学会発表] クロマチンおよび細胞核の構造による遺伝子発現の階層的制御2016

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 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
  • [学会発表] Modulating gene functions for immunity and susceptibility to diseases: Towards epigenetic control of innate immunity.2016

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      Lorentz Center Workshop “Innate Immunity of Crops, Livestock and Fish: The Dawn of Agricultural Immunology”
    • 発表場所
      Univeristy of Leiden, Leiden, Nethierlands
    • 年月日
      2016-09-19 – 2016-09-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Involvement of SUMO-targeted ubiquitin ligase in the establishment of damage dependent sister chromatid cohesion.2016

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      ICY2016
    • 発表場所
      淡路夢舞台(兵庫県、淡路市)
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞核内の遺伝子の棲み分け2016

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金 新学術領域「動的クロマチン構造と機能」 一般公開シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 招待講演
  • [学会発表] H2A.Z and actin family proteins in functional chromatin organization.2016

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      Colorado Chromatin Meeting
    • 発表場所
      Colorado State University, Colorado, USA
    • 年月日
      2016-08-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] ナノバイオ・メディシン―遺伝子工学の革命ゲノム編集2017

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      近代科学社
  • [備考] http://www.harata-lab.org/

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-10-07  

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