高次クロマチン構造による染色体機能ドメイン構築機構の解明

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17080012
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 中山 潤一 独立行政法人理化学研究所, クロマチン動態研究チーム, チームリーダー (60373338)
• 研究分担者: 村上 洋太 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (20260622) ; 沖 昌也 福井大学, 工学研究科, 准教授 (60420626)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 遺伝子 / 発現制御 / ヘテロクロマチン / RNA干渉 / 分裂酵母 / 出芽酵母

研究概要

本研究では、染色体の機能ドメインの構築に必須なヘテロクロマチンがどのように形成・維持されるのか、そのメカニズムの解明を目指した。そして、ヘテロクロマチンの確立を制御する分裂酵母の新規因子ARCとEri1の同定に成功した。またヘテロクロマチン構造の中心的な因子であるHP1の機能が、量的バランスや翻訳後修飾によって制御されていることを明らかにした。さらに出芽酵母ヘテロクロマチンの境界領域を決定する、分子メカニズムの詳細を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] MRG15 directly binds to PALB2 and stimulates homology-directed repair of chromosomal breaks. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, T., Zhang, F., Hayakawa, N., Ohtani, Y., Shinmyozu, K., Nakayama, J., Andressen, P.R.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 123(in press) ページ: 1124-1130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic regulation of heterochromatin via phosphorylation of HP1-family proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada, A., Murakami, Y.
  • 雑誌名: Epigenetics 5 ページ: 30-33
• [雑誌論文] Reconstitution of Arabidopsis thaliana SUMO pathways in E. coli: functional evaluation of SUMO machinery proteins and mapping of SUMOylation sites by mass spectrometry. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okada, S., Nagabuchi, M., Takamura, Y., Nakagawa, T., Shinmyozu, K., Nakayama, J., Tanaka, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 50 ページ: 1049-1061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of Swi6/HP1 regulates transcriptional gene silencing at heterochromatin. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimada, A., Dohke, K., Sadaie, M., Shinmyozu, K., Nakayama, J., Urano, T., Murakami, Y.
  • 雑誌名: Genes Dev. 23 ページ: 18-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] The heterochromatin protein Swi6/HP1 activates replication origins at pericentromeres and silent mating-type locus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, M.T., Takahashi, T.S., Nakagawa, T., Nakayama, J., Masukata, H.
  • 雑誌名: Nat. Cell Biol. 11 ページ: 357-362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Balance between distinct HP1 family proteins controls heterochromatin assembly in fission yeast (2008)
  • 著者名/発表者名: Sadaie, M., Kawaguchi, R., Ohtani, Y., Arisaka, F., Tanaka, K., Shirahige, K., Nakayama, J.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 28 ページ: 6973-6988
  • 査読あり
• [雑誌論文] siRNA-mediated heterochromatin establishment requires HP1 and is associated with antisense transcription. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iida, T., Nakayama, J., Moazed, D.
  • 雑誌名: Mol. Cell 31 ページ: 178-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] A conserved SET-domain methyltransferase, Set11, modifies ribosomal protein Rpl12 in fission yeast. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sadaie, M., Shinmyozu, K., Nakayama, J.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 283 ページ: 7185-7195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression and distribution of Swi6 in partial aneuploids of the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. (2008)
  • 著者名/発表者名: Chikashige, Y., Nakayama, J. (8人中5番目), Hiraoka, Y.
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct. 32 ページ: 149-161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Schizosaccharomyces pombe Orc5 plays multiple roles in the maintenance of genome stability throughout the cell cycle. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kato, H., Matsunaga, F., Miyazaki, S., Yin, L., D'Urso, G., Tanaka, K., Murakami, Y.
  • 雑誌名: Cell Cycle 7 ページ: 1085-1096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fission yeast chromatin assembly factor 1 assists in the replication-coupled maintenance of heterochromatin. (2008)
  • 著者名/発表者名: Dohke, K., Miyazaki, S., Tanaka, K., Urano, T., Grewal, S.I., Murakami, Y.
  • 雑誌名: Genes Cells. 13 ページ: 1027-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] RBP2 is an MRG15 complex component and downregulates intragenic histone H3 lysine 4 methylation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, T., Ohtani, Y., Hayakawa, N., Shinmyozu, K., Saito, M., Ishikawa, F., Nakayama, J.
  • 雑誌名: Genes Cells 12 ページ: 811-826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two different Argonaute complexes are required for siRNA generation and heterochromatin assembly in fission yeast. (2007)
  • 著者名/発表者名: Buker, S.M., Iida, T., Buhler, M., Villen, J., Gygi, S.P., Nakayama, J., Moazed, D.
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol. 14 ページ: 200-207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Faster and easier chromatin immunoprecipitation assay with high sensitivity. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kohzaki, H., Murakami, Y.
  • 雑誌名: Proteomics 7 ページ: 10-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription factor Runx1 recruits the polyomavirus replication origin to replication factories. (2007)
  • 著者名/発表者名: Murakami, Y., Chen, LF., Sanechika, N., Kohzaki, H., Ito, Y.
  • 雑誌名: J. Cell Biochem. 100 ページ: 1313-1323
  • 査読あり
• [雑誌論文] The novel gene mus7(+) is involved in the repair of replication-associated DNA damage in fission yeast. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, M., Inoue, H., Ishii, C., Murakami, Y.
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst) 6 ページ: 770-780
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of novel suppressors for Mog1 implies its involvement in RNA metabolism, lipid metabolism and signal transduction. (2007)
  • 著者名/発表者名: Oki, M. (9名中1番目), Nishimoto T.
  • 雑誌名: Gene 400 ページ: 114-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of histone phosphorylation in chromatin dynamics and its implications in diseases. (2007)
  • 著者名/発表者名: Oki, M., Aihara, H., Ito, T.
  • 雑誌名: Subcell. Biochem. 41 ページ: 319-336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-sensitive defects of the GSP1gene, yeast Ran homologue, activate the Tel1-dependent pathway. Biochem. Biophys. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Oki, M. (10名中5番目), Nishimoto T.
  • 雑誌名: Res. Commun. 353 ページ: 330-336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytoplasmic siRNA-degrading ribonuclease, Eri1, negatively regulates heterochromatin assembly in fission yeast. (2006)
  • 著者名/発表者名: Iida, T., Kawaguchi, R., Nakayama, J.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 16 ページ: 1459-1464
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maintenance of self-renewal ability of mouse embryonic stem cells in the absence of DNA methyltransferases Dnmt1, Dnmt3a and Dnmt3b (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsumura, A., Nakayama, J. (11名中10番目), Okano, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 11 ページ: 805-814
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear RanGAP is required for the heterochromatin assembly and reciprocally regulated by histones and Clr4 histone methyltransferase in S. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nishijima, H., Nakayama, J., Yoshioka, T., Kusano, A., Nishitani, H., Shibahara, K., Nishimoto, T.
  • 雑誌名: pombe. Mol. Biol. Cell 17 ページ: 2524-2536
  • 査読あり
• [雑誌論文] The CENP-B homolog, Abp1, interacts with the initiation protein Cdc23 (MCM10) and is required for efficient DNA replication in fission yeast. (2006)
  • 著者名/発表者名: Locovei, AM., Spiga, MG., Tanaka, K., Murakami, Y., D'Urso, G.
  • 雑誌名: Cell Div. 1 ページ: 27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different mating-type-regulated genes affect the DNA repair defects of Saccharomyces RAD51, RAD52 and RAD55 mutants. (2006)
  • 著者名/発表者名: Valencia-Burton, M., Oki, M., Johnson, J., Seier, TA., Kamakaka, R., Haber, JE.
  • 雑誌名: Genetics 174 ページ: 41-55
  • 査読あり
• [学会発表] エピジェネティックな遺伝子発現切り替わりメカニズムの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 沖昌也
  • 学会等名: 第27回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 御殿場市
  • 年月日: 2010-01-20
• [学会発表] Dynamic Regulation of heterochromatin sturucture/function in the cell cycle. (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上洋太
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20091209-20091212
• [学会発表] トランスポゼース由来の分裂酵母CENP-Bホモログはキネトコアとヘテロクロマチンの境界で機能する (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上洋太
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 20091021-20091024
• [学会発表] Dynamic Regulation of Heterochrimatin (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上洋太
  • 学会等名: 第24回内藤カンファレンス"Nuclear Dynamics and RNA [II]
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 20090623-20090626
• [学会発表] Chromodomain Protein and RNAi-mediated Heterochromatin Assembly. (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] Analysis of the heredity change of the boundary (2009)
  • 著者名/発表者名: 沖昌也
  • 学会等名: UNIA Current Trends in Biomedical Workshop 2009 on: Chromatin domains and Insulators
  • 発表場所: Baeza, Spain
  • 年月日: 2009-11-09
• [学会発表] Distinct Roles of Chromodomain Proteins in the Formation of Higher-Order Chromatin Structure. (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: The Fifth International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] Dynamic Regulation of Heterochromatin (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上洋太
  • 学会等名: The Fifth International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] 分裂酵母のSETドメインタンパク質はリボソームタンパク質のメチル化修飾してリボソーム機能を制御する (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第11回RNAミーティング
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Analysis of the heredity change of the gene expression in the single cell (2009)
  • 著者名/発表者名: 沖昌也
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conference
  • 発表場所: Colorado, USA
  • 年月日: 2009-07-13
• [学会発表] 単一細胞におけるエピジェネティックな遺伝子発現切り替わりメカニズムの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 沖昌也
  • 学会等名: 第8回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 伊豆市
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] 哺乳類HP1のリン酸化修飾の同定とその機能の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第26回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 姫路市
  • 年月日: 2009-01-27
• [学会発表] 生体内におけるサイレンシング領域伸長停止メカニズムの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 沖昌也
  • 学会等名: 第26回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 姫路市
  • 年月日: 2009-01-27
• [学会発表] ヘテロクロマチン領域伸長停止とTy因子の関与 (2008)
  • 著者名/発表者名: 沖昌也
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] HMR left boundaryの機能解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 沖昌也
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第41回研究報告会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] 分裂酵母SETドメインタンパク質の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第41回研究報告会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] 生体内におけるヘテロクロマチン領域伸長停止メカニズムの解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 沖昌也
  • 学会等名: 第80回日本遺伝学会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2008-09-05
• [学会発表] Distinct roles of chromodomain proteins in the formation of higher-order chromatin structure (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: The 21th NAITO Conference
  • 発表場所: 北杜市
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] Balance between distinct HP1 proteins controls heterochromatin assembly in fission yeast (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: International Symposium on Chromosome Dynamics in Ise, 2008
  • 発表場所: 志摩市
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] 高次クロマチン構造形成とRNA代謝ネットワーク (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 学会等名: 第2回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 三島市
  • 年月日: 2008-05-10
• [図書] 染色体サイクルのクロマチン制御:概論, 蛋白質核酸酵素増刊「染色体サイクル」(正井久雄、升方久夫、釣本敏樹、仁木宏典、篠原彰編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山潤一
  • 総ページ数: 485-487
  • 出版者: 共立出版
• [図書] RNAiによるヘテロクロマチン制御機構, 実験医学増刊「染色体サイクル」(正井久雄・渡辺良典編) (2007)
  • 著者名/発表者名: 飯田哲史・中山潤一
  • 総ページ数: 186-190
  • 出版者: 羊土社