ゲノム学的手法による染色体構築原理の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18101007
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 基礎ゲノム科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 白髭 克彦 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (90273854)
• 研究分担者: 広田 亨 財団法人癌研究会, 癌研究所・実験病理部, 部長 (50421368) ; 須谷 尚史 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (30401524) ; 伊藤 武彦 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (90501106)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: 染色体構築 / ChIP-chip / ChIP-seq / コヒーシン

研究概要

出芽酵母、分裂酵母を用いた解析により、基本的な染色体情報解析システムのパイプラインは構築され、染色体の基本的な構造、染色体機能の制御、そしてその連携機構についていくつもの新しい発見があった。特に、本研究が契機となりひと染色体構造の解析技術を構築できた意義は大きい。興味深い発見につながったものとして、1)ヒトに於いて、ChIP-chip解析が可能となったこと、および、2)ヒトコヒーシンのChIP-chip解析から明らかとなったコヒーシンの転写に於ける機能の発見、があげられる。当初、本研究を開始した時点では、ヒト染色体でChIP-chip解析を行うことは、ゲノムの5割を超える繰り返し配列がPCRで増幅する際のバイアスとなるため不可能であった。そこで、この増幅法の検討を重ね、DNAをin vitro transcriptionにより、RNAとして直線的に増幅し、リピート配列によるバイアスを抑制することで、ヒト染色体構造もChIP-chip解析可能な系を構築することが出来た。さらに、この技術を用いて、コヒーシンについて、効率の良い染色体免疫沈降が可能な抗体を取得し、ヒト染色体上における局在解析を行った。その結果、染色体分配に必須の役割を持つコヒーシンがヒトではその機能とは独立にインシュレーターとして転写制御に機能していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Cohesin mediates transcriptional insulation by CCCTC-binding factor. (2008)
  • 著者名/発表者名: K.S.Wendt, K.Yoshida, T.Itoh, M.Bando, B.Koch, E.Schirghuber, S.Tsutsumi, G.Nagae, K.Ishihara, T.Mishiro, K.Yahata, F.Imamoto, H.Aburatani, M.Nakao, N.Imamoto, K.Maeshima, K.Shirahige, J.-M.Peters
  • 雑誌名: Nature (article) 451 ページ: 796-801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mrcl and DNA polymerase function together in linking DNA replication and the S phase checkpoint (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Lou, M.Komata, Y.Katou, Z.Guan, C.C.Reis, M.Budd, K.Shirahige, J.L.Campbelll
  • 雑誌名: Mol.Cell 32 ページ: 106-117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of cis-acting sites for condens in loading onto budding yeast chromosomes. (2008)
  • 著者名/発表者名: C.D' Ambrosio, C.K.Schmidt, Y.Katou, G.Kelly, T.Itoh, K.Shirahige, F.Uhlmann
  • 雑誌名: Genes Dev. 22 ページ: 2215-2227
  • 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: M.Sadaie, R.Kawaguchi, Y.Ohtani, F.Arisaka, K.Tanaka, K.Shirahige, J.Nakayama
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 28 ページ: 6973-6988
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rad51 suppresses gross chromosomal rearrangement at centromere in Schizosaccharomyces pombe. (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Nakamura, A.Okamoto, Y.Katou, C.Yadani, T.Shitanda, C.Kaweeteerawat, T.S.Takahashi, T.Itoh, K.Shirahige, H.Masukata, T.Nakagawa
  • 雑誌名: EMBO J. 27 ページ: 3036-3046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nutrient-regulated antisense and intragenic RNAs modulate a signal transduction pathway in yeast. (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Nishizawa, T.Komai, Y.Katou, K.Shirahige, T.Itoh, A.Toh-E
  • 雑誌名: PLoS Biol. 6 ページ: 2817-2830
  • 査読あり
• [雑誌論文] Top1- and Top2-mediated topological transitions at replication forks ensure fork progression and stability and prevent DNA damage checkpoint activation. (2007)
  • 著者名/発表者名: R.Bermejo, Y.Doksani, T.Capra, Y.M.Katou, H.Tanaka, K.Shirahige, M.Foiani
  • 雑誌名: Genes Dev. 21 ページ: 1921-1936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembly of regulatory factors on rRNA and ribosomal protein genes in Saccharomyces cerevisiae. (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Kasahara, K.Ohtsuki, S.Ki, K.Aoyama, H.Takahashi, T.Kobayashi, K.Shirahige, T.Kokubo
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 27 ページ: 6686-6705
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Kinetochore Proteins Pcs1 and Mde4 and Heterochromatin Are Required to Prevent Merotelic Orientation. (2007)
  • 著者名/発表者名: J.Gregan, C.G.Riedel, A.L.Pidoux, Y.Katou, C.Rumpf, A.Schleiffer, S.E.Kearsey, K.Shirahige, R.C.Allshire, K.Nasmyth
  • 雑誌名: Curr Biol 17 ページ: 1190-1200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postreplicative formation of cohesion is required for repair and induced by a single DNA break. (2007)
  • 著者名/発表者名: L.Strom L, C.Karlsson, H.B.Lindroos, S.Wedahl, Y.Katou, K.Shirahige, C.Sjogren
  • 雑誌名: Science. 317 ページ: 242-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ohta Mrell mediates gene regulation in yeast spore development. (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Kugou, H.Sasanuma, K.Matsumoto, K.Shirahige, K.
  • 雑誌名: Genes Genet Syst. 82 ページ: 21-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meiotic recombination-related DNA synthesis and its implications for cross-over and non-cross-over recombinant formation. (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Terasawa, H.Ogawa, Y.Tsukamoto, M.Shinohara, K.Shirahige, N.Kleckner, T.Ogawa
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 104 ページ: 5965-5970
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome-wide localization of pre-RC sites and identification of replication origins in fission yeast. (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Hayashi, Y.Katou, T.Itoh, M.Tazumi, Y.Yamada, T.Takahashi, T.Nakagawa, K.Shirahige, H.Masukata
  • 雑誌名: EMBO J. 26 ページ: 1327-1339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of novel androgen response genes in prostate cancer cells by coupling chromatin immunoprecipitation and genomic microarray analysis. (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Takayama, K.Kaneshiro, S.Tsutsumi, K.Horie-Inoue, K.Ikeda, T.Urano, N.Ijichi, Y.Ouchi, K.Shirahige, H.Aburatani, S.Inoue
  • 雑誌名: Oncogene. 26 ページ: 4453-4463
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perturbation of the activity of replication origin by meiosis specific transcription (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Mori, K.Shirahige
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 282 ページ: 4447-4452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abnormality in initiation program of DNA replication is monitored by the highly repetitive rDNA array on chromosome XII in budding yeast (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Ide, K.Watanabe, H.Watanabe, K.Shirahige, T.Kobayashi, H.Maki
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 27 ページ: 568-578
  • 査読あり
• [雑誌論文] An integrated map of p53-binding sites and histone modification in the human (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Kaneshiro, S.Tsutsumi, S.Tsuji, K.Shirahige, H.Aburatani
  • 雑誌名: ENCODE regions Genomics 89 ページ: 178-188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Displacement and re-accumulation of centromeric cohesin during transient pre-anaphase centromere splitting. (2007)
  • 著者名/発表者名: M.T.Ocampo-Hafalla, Y.Katou, K.Shirahige, F.Uhlmann
  • 雑誌名: Chromosoma. 116 ページ: 531-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic Approach for the Understanding of Dynamic Aspect of Chromosome Behavior. (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Katou, K.Kaneshiro, H.Aburatani, K.Shirahige.
  • 雑誌名: METHODS IN ENZYMOLOGY "DNA Repair"(edited by J.Campbell) vol.409, chapter 23 ページ: 389-410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Phosphatase 2A protects centromeric sister chromatid cohesion. (2006)
  • 著者名/発表者名: C.G.Riedel, V.L.Katis, Y.Katou, S.Mori, T.Itoh, W.Helmhart, M.Galova, M.Petronczki, J.Gregan, B.Cetin, I.Mudrak, E.Ogris, K.Mechtler, L.Pelletier, F.Buchholz, K.Shirahige, K.Nasmyth.
  • 雑誌名: Nature (Article) 441 ページ: 53-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different requirements for the association of ATR-ATRIP and 9-1-1 to the stalled replication forks. (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Kanoh, K.Tamai, K.Shirahige.
  • 雑誌名: Gene. 377 ページ: 88-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening for candidate genes involved in tolerance to organic solvents in yeast. (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Matsui, T.Hirayama, K.Kuroda, K.Shirahige, T.Ashikari, M.Ueda.
  • 雑誌名: Appl Microbiol Biotechnol. 71 ページ: 75-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chromosomal Association of the Smc5/6 Complex Reveals that It Functions in Differently Regulated Pathways. (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Betts Lindroos, L.Strom, T.Itoh, Y.Katou, K.Shirahige, C.Sjogren
  • 雑誌名: Mol Cell. 22 ページ: 755-767
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic Approach for the Understanding of Dynamic Aspect of Chromosome Behavior. (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Katou, K.Kaneshiro, H.Aburatani, K.Shirahige.
  • 雑誌名: Methods in Enzymology, Elsevier Life Sciences (CA) "DNA Repair"(edited by J.Campbell) vol.409,chapter 23 ページ: 389-410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence that Loading of Cohesin Onto Chromosomes Involves Opening of Its SMC Hinge (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Gruber, P.Arumugam, Y.Katou, D.Kuglitsch, W.Helmhart, K.Shirahige, K.Nasmyth
  • 雑誌名: Cell 127 ページ: 523-537
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monopolar attachment of sister kinetochores at meiosis I requires casein kinase 1. (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Petronczki, J.Matos, S.Mori, J.Gregan, A.Bogdanova, M.Schwickart, K.Mechtler, K.Shirahige, W.Zachariae, K.Nasmyth
  • 雑誌名: Cell 126 ページ: 1049-1064
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of Sister Chromatid Cohesion at the S.cerevisiae Replication Fork. (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Lengronne, J.McIntyre, Y.Katou, Y.Kanoh, K.P.Hopfner, K.Shirahige, F.Uhlmann
  • 雑誌名: Mol Cell. 23 ページ: 787-799
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meiotic cohesins modulate chromosome compaction during meiotic prophase in fission yeast. (2006)
  • 著者名/発表者名: D.Q.Ding, N.Sakurai, Y.Katou, T.Itoh, K.Shirahige, T.Haraguchi, Y.Hiraoka.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 174 ページ: 499-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glucose-dependent cell size is regulated by a G protein-coupled receptor system in yeast Saccharomyces cerevisiae. (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Tamaki, C.W.Yun, T.Mizutani, T.Tsuzuki, Y.Takagi, M.Shinozaki, Y.Kodama, K.Shirahige, H.Kumagai.
  • 雑誌名: Genes Cells. 10 ページ: 193-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] A checkpoint control linking meiotic S phase and recombination initiation in fission yeast (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Tonami, H.Murakami, K.Shirahige, M.Nakanishi.
  • 雑誌名: .Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 102 ページ: 5797-801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of rns4/vps32 mutation in the RNase T1 expression-sensitive strain of Saccharomyces cerevisiae : Evidence for altered ambient response resulting in transportation of the secretory protein to vacuoles. (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Unno, P.R.Juvvadi, H.Nakajima, K.Shirahige, K.Kitamoto.
  • 雑誌名: FEMS Yeast Res. 5 ページ: 801-812
  • 査読あり
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/chromosomeinformatics/index.html