ヒト細胞の遺伝子のノックアウトの高効率化への挑戦的研究

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21657042
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 関 政幸 東北大学, 大学院・薬学研究科, 准教授 (70202140)
• キーワード: クロマチン / ヒストン / 相同組換え / DNA修復 / Swr1 / ヒストンバリアントH2A.Z / 出芽酵母 / CAF-1

研究概要

本年度の実績を下記に箇条書きする。
(1)ヒストンのGLAMP解析;ヌクレオソームはふたつのヒストンH2A-H2B二量体とひとつのヒストン(H3-H4)_2四量体からなるヒストン八量体にDNAが巻き付いた構造をとる。ヌクレオソーム構造は様々なDNA介在反応中に解体され、また再生する。その機構をヒストン-ヒストン分子間、ヒストン-DNA間の相互作用の変化の総体と捉え、このような相互作用領域に存在するヒストンのアミノ酸を個々にアラニンに置換した酵母の点突然変異株ライブラリー119株を樹立した。またヌクレオソームの表面に変異を入れた320株を合わせ、合計339株を解析し、90株のMMS感受性点変異株を同定した(Genes Cells 14,1271-1330,2009)。酵母とヒトのヒストンは90%の相同性があること、これまで解析された相同組換え酵素の欠損はMMS感受性を示すことから、本研究より酵母からヒトまで保存された相同組換え反応におけるヌクレオソーム構造変換機構の共通基盤の解明が期待される。
(2)CAF-1とSgs1の欠損は著しい組換えの亢進を導く;H3-K56のアセチル化(H3-K56-Ac)に依存した姉妹染色分体間の組換え(SCR)を解析中に、DNAヘリカーゼSgs1の欠損あるいはヒストンシャペロンCAF-1の欠損により、それぞれSCRが野生株に比べて亢進することを見いだした。さらにCAF-1とSgs1の同時欠損酵母細胞ではSCRが相乗的に頻発した。これは、ヒト細胞でCAF-1とSgs1の相同遺伝子を同時に低下させることで、ヒト細胞に高効率のノックアウトを実現できる可能性を示す。次年度は、その実証に向けた研究を展開する。

研究成果

• [雑誌論文] Global analysis of mutual interaction surfaces of nucleosomes with comprehensive point mutants (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, M., Noguchi, S., Kawashima, S., Okada, Y., Enomoto, T., Seki, M., Horikoshi, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 14 ページ: 1271-1330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical and functional interaction between WRNIP1 and RAD18. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, A., Seki, M., Kanamori, M., Tateishi, S., Tsurimoto, T., Tada, S., Enomoto, T.
  • 雑誌名: Genes Genet.System 84 ページ: 171-178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accumulation of sumoylated Rad52 in checkpoint mutants perturbed in DNA replication. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohuchi, T., Seki, M., Kugou, K., Tada, S., Ohta, K., Enomoto, T.
  • 雑誌名: DNA Repair 8 ページ: 690-696
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation and characterization of cells that can be conditionally depleted of mitochondrial SOD2. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takada, S., Inoue, E., Tano, K., Yoshii, H., Abe, T., Yoshimura, A., Akita, M., Tada, S., Watanabe, M., Seki, M., Enomoto, T.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 379 ページ: 233-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repression of nascent strand elongation by deregulated Cdtl during DNA replication in Xenopus egg extracts. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuyama, T., Watanabe, S., Aoki, A., Cho, Y., Seki, M., Enomoto, T., Tada, S.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 20 ページ: 937-947
  • 査読あり
• [学会発表] Acetylation of histone H3-K56 regulates homologous recombination (2009)
  • 著者名/発表者名: 遠藤博人、関政幸、川嶋聡、佐藤塁、榎本武美、堀越正美
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] A mutant protein of histone chaperone CIA/Asf1 defective in disrupting histone(H3-H4)_2 tetramer accelerates rate of DNA replication (2009)
  • 著者名/発表者名: 大隅達也、石川勝幸、多田周右、夏目亮、Lena R.Kundu、野崎直仁、千田俊哉、榎本武美、堀越正美、関政幸
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Analysis of DNA replication repression by excess Cdt1 (2009)
  • 著者名/発表者名: 牛田磨理、津山崇、渡辺沙里、青木彩子、関政幸、榎本武美、多田周右
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] Nuclear superoxide may trigger spontaneous sister chromatid exchanges(招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: Eri Inoue, Keizo Tano, Hanako Yoshii, Syunya Takada, Akari Yoshimura, Nawata Hisakatsu, Jun Nakamura, 多田周右, Masami Watanabe, 関政幸, 榎本武美
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] 親鎖ヌクレオソーム中のヒストン成分の娘鎖への分配機構解明に向けて(招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川勝幸、大隅達也、阿部拓也、夏目亮、多田周右、千田俊哉、榎本武美、堀越正美、関政幸
  • 学会等名: 第48回日本薬学会東北支部大会
  • 発表場所: ポートアイランド(神戸)
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] DNA複製に必須なCdc45の新規機能の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大隅達也、石川勝幸、多田周右、榎本武美、堀越正美、関政幸
  • 学会等名: 第48回日本薬学会東北支部大会
  • 発表場所: 東北薬科大学(仙台)
  • 年月日: 2009-10-18
• [学会発表] 染色体分配におけるヒストンの機能的役割とクロマチン制御機構の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川嶋聡、佐野徳彦、松原和子、榎本武美、田中耕三、関政幸、堀越正美
  • 学会等名: 第6回 東北大学バイオサイエンスシンポジウム
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台)
  • 年月日: 2009-06-16