ゲノム高次構造の構築メカニズムと細胞内オーガナイゼーション

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19207001
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 竹安 邦夫 京都大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (40135695)
• 研究分担者: 吉村 成弘 京都大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (90346106) ; 日詰 光治 京都大学, 大学院・生命科学研究科, 助教 (10378846) ; 跡見 晴幸 京都大学, 大学院・工学科学研究科, 准教授 (90243047)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: ゲノム構築 / 機能 / 再編 / 発現 / 維持

研究概要

(1)始原菌において、TK0471はDNAに結合し、ヒストンとは異なるゲノム構造をとることがわかった。また、TK0471は転写因子でもあり、この遺伝子の破壊株にけるDNAアレイ解析では、多くの機能未知の遺伝子の発現が上昇した。(2)核小体に局在する機能未知の核マトリクスタンパク質(MAK16、WD46、MAGEF、FAM27E1等)の核小体内での移動速度の非常に遅く、転写阻害剤(アクチノマイシンD)存在下では既知の核小体タンパク質とは全く異なる挙動をすることが分かった。(3)細胞骨格タンパク質であるアクチニン4は、インポーティンβ-非依存的、細胞周期依存的に細胞核-細胞質間をシャトルすることを発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Motion of Ca-pump captured. (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Yokokawa, K.Takeyasu
  • 雑誌名: FEBS J. In Press
• [雑誌論文] Unusual structures are present in DNA fragments containing super-long Huntingtin CAG repeats. (2011)
  • 著者名/発表者名: Daniel Duzdevich, Jinliang Li, Jhoon Whang, H.Takahashi, K.Takeyasu, David T.F. Dryden, A.Jennifer Morton, J.Michael Edwardson
  • 雑誌名: PloS ONE 6 ページ: e17119
• [雑誌論文] Nup358, a nucleoporin, functions as a key determinant of the nuclear pore complex structure remodeling during skeletal myogenesise. (2011)
  • 著者名/発表者名: Muehiro Asally, Y.Yasuda, M.Oka, S.Otsuka S.H.Y oshimura, Ktakeyasu, Y.Yoneda
  • 雑誌名: The FASEB J. 278 ページ: 610-621
• [雑誌論文] Histone and TK0471/TrmBL2 form a novel heterogeneous genome architecture in the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Maruyama, Minsang Shin , T.Oda , Rie Matsumi , R.L.Ohniwa , T.Itoh , K.Shirahige , T.Imanaka , H.Atomi , Shige H.Yoshimura , K.Takeyasu
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 22 ページ: 386-398
• [雑誌論文] Formation of equilateral-triangular shaped RNA-protein complex with kink-turn-L7Ae interacting motifs. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Ohno, T.Kobayashi, R.Kabata, T.Iwasa, S.H.Yoshimura, K.Takeyasu, T.Inoue, H.Saito
  • 雑誌名: Nature Nanotechnology ページ: DOI : 10.1038/NNANO.2010.268.
• [雑誌論文] Molecular Dynamics of DNA and Nucleosomes in Solution Studied by Fast-scanning Atomic Force Microscopy. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Suzuki, Y.Higuchi, K.Hizume, M.Yokokawa, S.H.Yoshimura, K.Yoshikawa, K.Takeyasu
  • 雑誌名: Ultramicroscopy 110 ページ: 682-688
• [雑誌論文] RecO-mediated DNA homology search and annealing is facilitated by SsbA. (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Manfredi, Y.Suzuki, T.Yadav, K.Takeyasu, J.C.Alonso.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 38 ページ: 6920-6929
• [雑誌論文] Molecular mechanisms underlying nucleocytoplasmic shuttling of actinin-4. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Kumeta, S.H.Yoshimura, M.Harata, K.Takeyasu
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 123 ページ: 1020-1030
• [雑誌論文] Interaction of synaptotagmin with lipid bilayers, analyzed by single-molecule force spectroscopy. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, Victor Shahin, Robert M.Henderson, K.Takeyasu, J.Michael Edwardson
  • 雑誌名: Biophysical J. 99 ページ: 2550-2558
• [雑誌論文] Acid-sensing ion channel (ASIC) 1a undergoes a height transition in response to acidification. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yokokawa, K.Takeyasu, J.M.Edwardson
  • 雑誌名: FEBS Lett. 584 ページ: 3107-3110
• [雑誌論文] Adaptation beyond the Stress Response : Cell Structure Dynamics and Population Heterogeneity in Staphylococcus aureus (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Morikawa, R.L.Ohniwa, T.Ohta, Y.Tanaka, K.Takeyasu, T.Msadek
  • 雑誌名: Microbes and Environments 25 ページ: 75-82
• [雑誌論文] Single-molecule Anatomy by Atomic Force Microscopy and Recognition Imaging. (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, K.Hizume, M.Kumeta, S.H.Yoshimura, K.Takeyasu
  • 雑誌名: Arch.Histology and Cytology 72 ページ: 17-225
• [雑誌論文] Cell Cycle-Dependent Phosphorylation of MAN-1. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirano, Y.Iwase, K.Ishii, M.Kumeta, T.Horigome, K.Takeyasu
  • 雑誌名: Biochemistry 48 ページ: 1636-1643
• [雑誌論文] Removal of histone tails from nucleosome dissects the physical mechanisms of salt-induced aggregation, linker histone H1-induced compaction and 30-nm fiber formation of the nucleosome array. (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hizume, T.Nakai, S.Araki, E.Prieto, K.Yoshikawa, K.Takeyasu
  • 雑誌名: Ultramicroscopy 109 ページ: 868-873
• [雑誌論文] Single-Molecule Dynamics of the DNA-EcoRII Protein Complexes Revealed with High-Speed Atomic Force Microscopy. (2009)
  • 著者名/発表者名: J.L.Gilmore, Y.Suzuki, G.Tamulaitis, V.Siksnys, K.Takeyasu, Y.L.Lyubchenko
  • 雑誌名: Biochemistry. 48(44) ページ: 10492-10498
• [雑誌論文] Nucleosomal arrays reconstituted from ring and linear DNA. (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Araki, K.Hizume, T.Iwaki, Y.Suzuki, K.Takeyasu, K.Yoshikawa
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 479 ページ: 284-289
• [雑誌論文] Single-molecule analysis of protein-DNA complexes formed during partition of newly replicated plasmid molecules in Streptococcus pyogenes. (2009)
  • 著者名/発表者名: F.Pratto, Y.Suzuki, K.Takeyasu, J.C.Alonso
  • 雑誌名: J Biol Chem. 284(44) ページ: 30298-30306
• [雑誌論文] Proteomic and targeted analytical identification of BXDC1 and EBNA1BP2 as dynamic scaffold proteins in the nucleous. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirano, K.Ishii, M.Kumeta, K.Furukawa, K.Takeyasu, T.Horigome.
  • 雑誌名: Genes Cell 14 ページ: 155-166
• [雑誌論文] Nuclear matrix contains novel WD-repeat and disordered-regin-rich proteins. (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Ishii, Y.Hirano, N.Araki, T.Oda, M.Kumeta, K.Takeyasu, K.Furukawa, T.Horigome
  • 雑誌名: FEBS Lett. 582 ページ: 3515-3519
• [雑誌論文] Individual binding pockets of importin beta for FG-nucleoporins have different binding properties and different sensitivities to RanGTP. (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Otsuka, S.Iwasaka, Y.Yoneda, H.Takahashi, K.Takeyasu, S.H.Yoshimura
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 105 ページ: 16101-16106
• [雑誌論文] Scanning probe microscope revealed mechanical properties of plasma membrane and nuclear envelope in living cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Yokokawa, K.Takeyasu, S.H.Yoshimura
  • 雑誌名: J.Microscopy 232 ページ: 82-90
• [雑誌論文] Nuclear Architectures and Chromatin Dynamics Revealed by Atomic Force Microscopy in Combination with Biochemistry and Cell Biology. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirano, H.Takahashi, M.Kumeta, K,Hizume, Y.Hirai, S.Otsuka, S.H.Yoshimura, K.Takeyasu
  • 雑誌名: Eur.J.Physiol. 456 ページ: 139-153
• [雑誌論文] Transcription-coupled uncleoid architecture in bacteria. (2007)
  • 著者名/発表者名: R.L.Ohniwa, K.Morikawa, S.L.Takeshita, J.Kim, T.Ohta, C.Wada, K.Takeyasu
  • 雑誌名: Gene to Cells 12 ページ: 1141-1152
• [雑誌論文] Fast-scan atomic force microscopy reveals that the type III restriction enzyme EcoP15I is capable of DNA translocation and looping. (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Crampton, M.Yokokawa, D.T.Dryden, J.M.Edwardson, D.N.Rao, K.Takeyasu, S.H.Yoshimura, R.M.Henderson
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 104 ページ: 12755-12760
• [雑誌論文] Topoisomerase II, a scaffold component, promotes chromatin-compaction in vitro in a linker-histone H1-dependent manner. (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Hizume, S.Araki, K.Yoshikawa, K.Takeyasu
  • 雑誌名: Nucleic Asid Res. 35 ページ: 2787-2799
• [雑誌論文] Chromatin dynamics of unfolding and refolding controlled by the nucleosome repeat length and the linker and core histones. (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Kobori, S.Iwamoto, K.Takeyasu, T.Ohtani
  • 雑誌名: Biopolymers 85 ページ: 295-307
• [学会発表] Karyopherin-independent nuclear Transport of spectrin for superfamily proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Kumeta, S.Otsuka, S.H.Yoshimura, K.Takeyasu
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology-50^<th> annual meeting
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] Nucleosome and Chromatin Dynamics Revealed by Atomic Force Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Takeyasu
  • 学会等名: The 7th European Biophysical Society Association meeting
  • 発表場所: Genoa, Italy
  • 年月日: 2009-07-15
• [学会発表] Genome/Chromatin Dynamics Revealed by Atomic force Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Takeyasu
  • 学会等名: International Scanning Probe Microscopy conference
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2008-06-22
• [図書] Scanning Probe Microscopy in Nanoscience and Nanotechnology, Vol 2(Biological Application of Fast-Scanning Atomic Force Microscopy)(ed.B.Bhushan.) (2011)
  • 著者名/発表者名: Yu-ki Suzuki, Masatoshi Yokokawa, S.H.Yoshimura, Kunio Takeyasu
  • 総ページ数: 217-246
  • 出版者: Springer-Verlag, Heidelberg
• [図書] Microscopy : Science, Technology, Applications and Education(Force spectroscopy addresses fundamental problems in cell physiology.)(ed.A.Mendez-Vilas) (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirohide Takahashi, Yaron R.Silberberg, Masahiro Kumeta, J.Michael Edwardson, Kunio Takeyasu
  • 総ページ数: 478-488
  • 出版者: Formatex Research Center, Badajoz, Spain pp.
• [図書] Applied Scanning Probe Methods, Vol.14(Modern Atomic Force Microscopy and Its Application to the Study of Genome Architecture.)(ed.B.Bhushan.) (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Takeyasu, H.Maruyama, Y.Suzuki, K.Hizume, S.H.Yoshimura
  • 出版者: Springer-Verlag, Heidelberg.
• [図書] Bacterial DNA Research Progress(Nucleoid Architecture and Dynamics in Bacteria.)(eds.Frank Columbus and Lauren Perl.) (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohniwa R.L., K.Morikawa, Ohta T., Wada C., Takeyasu K.
  • 出版者: NOVA Publishers.
• [図書] )Chromatin and Disease(Structural organization of dynamic chromatin.)(eds.T.K.Kundu.D.Dipak )(Subsellular Biochemistry series Vol. 41) (2007)
  • 著者名/発表者名: Hizume K, Yoshimura S.H, Kumeta M, Takeyasu K.
  • 総ページ数: 3-28
  • 出版者: SpringerVerlag.
• [図書] Biopolymer Research Trends(Biochemical and biophysical basis of genome folding mechanisms.)(ed.Pablo C.Sanchez.) (2007)
  • 著者名/発表者名: Kobori T, Hizume K, Ohniwa R.L, Yoshimura S.H, Takeyasu K.
  • 総ページ数: 107-135
  • 出版者: Nova Science Publishers.