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2018 年度 実績報告書

透過性細胞を用いた複製および転写におけるクロマチンダイナミクスの解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H05013
研究機関公益財団法人がん研究会

研究代表者

立和名 博昭  公益財団法人がん研究会, がん研究所 がん生物部, 研究員 (70546382)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードヒストン / クロマチン / エピジェネティクス
研究実績の概要

本年度はH2A-H2B、H2A.X-H2BおよびH2A.Z-H2B複合体のクロマチンへの取り込み機構をRhIPアッセイにより解析を行なった。RhIPアッセイは透過性細胞のクロマチンに外から加えたヒストン複合体を取り込ませる実験系である。そのためヒストンの取り込みがどのクロマチン領域において起きたのかを解析することができる。さらに、細胞周期を同期させることにより、いつヒストンがクロマチンに取り込まれたのかを解析することが可能である。RhIPアッセイとChIP-seqを組み合わせたRhIP-ChIP-seqによりH2A-H2B、H2A.X-H2BおよびH2A.Z-H2B複合体は弛緩したユークロマチンに取り込まれることが明らかとなった。一方で凝集度の高いヘテロクロマチンはヒストンの取り込みを抑制していることが分かった。これらのことから、クロマチン構造に依存してヒストンの取り込みが起こることが明らかとなった。さらにヘテロクロマチンにヒストンが取り込まれるためには複製にカップルして取り込まれる必要があること、複製依存的に取り込まれるかいなかはヒストンの種類によって決まることを明らかにした。またH2A-H2BとH2A.Z-H2B複合体は複製依存的および非依存的どちらでもクロマチンへ取り込まれ、これらはクロマチンへの取り込みにおいては区別されていないことが分かった。H2A.Zは複製依存的にクロマチンに取り込まれることなく、複製非依存的にのみユークロマチンに取り込まれることが明らかとなった。さらに、H2A.Zは転写開始点周辺のクロマチンに特異的に取り込まれることが分かった。変異体を用いた解析を行い複製依存的なヒストンのクロマチンへの取り込みに必要なアミノ酸の同定にも成功した。

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

3年の研究期間のうち2年が経過したが、上記の様に研究成果があがっている。論文として発表する準備も整っており、当初の計画以上に進んでいる。

今後の研究の推進方策

H2A.Zが転写開始点周辺のクロマチンに集積して、転写を活性化する機構を明らかにするために、H2A.Zヌクレオソームに特異的に結合する因子の解析を行う。現在までにRhIP-ChIP-mass spectrometryを行いH2A.Zヌクレオソームに特異的な因子群の同定に成功している。これらの因子群からH2A.Zによる転写活性化に機能している因子の同定とその機能解析を今後の研究として取り組む。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The CENP-A centromere targeting domain facilitates H4K20 monomethylation in the nucleosome by structural polymorphism2019

    • 著者名/発表者名
      Arimura Yasuhiro、Tachiwana Hiroaki、Takagi Hiroki、Hori Tetsuya、Kimura Hiroshi、Fukagawa Tatsuo、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: 576

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08314-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Histone H2A variants confer specific properties to nucleosomes and impact on chromatin accessibility2018

    • 著者名/発表者名
      Osakabe Akihisa、Lorkovic Zdravko J、Kobayashi Wataru、Tachiwana Hiroaki、Yelagandula Ramesh、Kurumizaka Hitoshi、Berger Frederic
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 46 ページ: 7675~7685

    • DOI

      10.1093/nar/gky540

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Analysis of histone dynamics using permeabilized cells and reconstituted histone complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Tachiwana, Hiroshi Kimura, Hitoshi Kurumizaka, Noriko Saitoh
    • 学会等名
      第77回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] クロマチンの高次構造とヒストンダイナミクスの解析2018

    • 著者名/発表者名
      立和名 博昭、ダッシェ マリコ、原田哲仁、木村宏、大川恭行、胡桃坂仁志、斉藤典子
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [図書] 実験医学別冊 あなたのタンパク質精製、大丈夫ですか? 貴重なサンプルをロスしないための達人の技2018

    • 著者名/発表者名
      立和名博昭
    • 総ページ数
      186
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      978-4-7581-2238-2

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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