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2019 年度 実績報告書

姉妹染色分体間接着による局所クロマチン構造変換機構

研究課題

研究課題/領域番号 18H02372
研究機関名古屋大学

研究代表者

西山 朋子  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90615535)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードクロマチン / 姉妹染色分体間接着
研究実績の概要

本研究では、接着マシナリーがその機能を適切に遂行するために、局所的にクロマチン構造を変化させる機構を明らかにする。接着機構はその普遍的重要性故に、あらゆる染色体環境に対応しなければならないという問題と常に直面している。とくにヘテロクロマチン領域は接着の重要性が最も高い部位でありながら、同時に高密度にヌクレオソームが存在するために、接着遂行に物理的困難が予想される。本研究では特にヘテロクロマチン領域に着目し、高密度ヌクレオソーム環境中で接着が確立されるメカニズムを明らかにすることを目指す。
本研究では、これまで、ショウジョウバエS2細胞を用いて、ヘテロクロマチンに局在する接着確立因子Dalmatian(Dmt)の結合因子を同定し、それらの中から接着に必須の因子を同定するスクリーニングを行ってきた。令和元年度は、このスクリーニングを完了させ、同定した因子の染色体上の局在や機能を解析することを目指した。DmtにGFPタグを付加したDmt-GFP発現ショウジョウバエS2を大量培養し、GFPプルダウンによりDmt結合因子を質量分析により網羅的に同定した。コントロールのGFPプルダウンでは同定されない因子、合計341遺伝子でS2細胞におけるノックダウンを行い、ひとつひとつの分裂期染色体の形態を調べた。その結果、弱い表現型も含めた55遺伝子が得られ、それらについてValidation screeningを行い、最終的に、姉妹染色分体間接着異常を示す25遺伝子を得た。これらの中には、完全な接着不全を示すもの、比較的マイルドな接着異常を示すもの、あるいは、逆に過剰接着の表現型を示すものも含まれている。今後、これらのDmt結合因子の機能を明らかにして行く予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

令和元年度においてスクリーニングを完了させることができた。候補遺伝子の中で、一部、ノックダウンに必要なdsRNA合成が難しい遺伝子も含まれており、これらのdsRNAの再作製を行う必要があるが、それ以外の点では概ね順調と判断した。

今後の研究の推進方策

次年度は最終年度であるため、Dmt結合因子の機能解析をS2細胞を用いて進め、ヘテロクロマチンにおける接着確立機構の解明を目指す。上記の進捗状況で記したとおり、まだ未完成のdsRNAが存在するため、それらの再作製を並行して進める予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Compartments in the Ring2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Tomoko
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 75 ページ: 201~203

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.07.002

  • [学会発表] コヒーシンの構造とゲノム機能2019

    • 著者名/発表者名
      西山 朋子
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Impacts of cohesin ring conformation on the translocation and DNA replication2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Nihsiyama
    • 学会等名
      EMBO workshop Smc proteins
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of cohesin at single-molecule resolution reveals cohesin-dependent chromatin structure2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Nihsiyama
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Understanding cohesin dependent structural organization of DNA in single molecule resolution2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Nihsiyama
    • 学会等名
      Chromosome Dynamics 2019
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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