生細胞内ヒストンメチル化可視化による不活性Ｘ染色体動態の解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22370063
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 木村 宏 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (30241392)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 染色体動態 / エピジェネティクス制御 / クロマチン / ヒストン修飾 / 生細胞イメージング / 生体イメージング / 転写制御

研究概要

不活性X染色体動態を生細胞で観察するため、二つのヒストン修飾動態可視化系を確立した。一つは、蛍光標識抗原結合断片（Fab）の導入による可視化系である。この系を利用することで、トリメチル化ヒストンH3K27を指標に不活性X染色体の細胞周期における動態解析が可能になった。もうひとつはDNAにコードされる蛍光蛋白質融合一本鎖可変領域抗体による系であり、長時間や生体内観察が可能となる。今後、これらの系を用いて発生や分化に伴うエピジェネティクス修飾の変化を追跡することが出来ると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Genetically encoded system to track histone modification in vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Mukai M, Ueda J, Muraki M, Stasevich TJ, Horikoshi N, Kujirai T, Kita H, Kimura T, Hira S, Okada Y, Hayashi-Takanaka Y, Obuse C, Kurumizaka H, Kawahara A, Yamagata K, Nozaki N, and Kimura H
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 3 ページ: 2436
  • DOI: 10.1038/srep02436
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone modification for human epigenome analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura H
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 58 ページ: 439-445
  • DOI: 10.1038/jhg.2013.66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chromosome engineering allows the efficient isolation of vertebrate neocentromeres (2013)
  • 著者名/発表者名: Shang WH, Hori T, Martins NM, Toyoda A, Misu S, Monma N, Hiratani I, Maeshima K, Ikeo K, Fujiyama A, Kimura H, Earnshaw WC, and Fukagawa T
  • 雑誌名: Dev Cell 巻: 24 ページ: 635-648
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2013.02.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human inactive X chromosome is compacted through a PRC2-independent SMCHD1–HBiX1 pathway (2013)
  • 著者名/発表者名: Nozawa RS, Nagao K, Igami K, Shibata S, Shirai N, Nozaki N, Sado T, Kimura H, and Obuse C
  • 雑誌名: Nat Struct Mol Biol 巻: 20 ページ: 566-573
  • DOI: 10.1038/nsmb.2532
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertebrate Spt2 is a novel nucleolar histone chaperone that assists in ribosomal DNA transcription (2013)
  • 著者名/発表者名: Osakabe A, Tachiwana H, Takaku M, Hori T, Obuse C, Kimura H, Fukagawa T, and Kurumizaka H
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 126 ページ: 1323-1332
  • DOI: 10.1242/jcs.112623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nap1 regulates proper CENP-B binding to nucleosomes (2013)
  • 著者名/発表者名: Tachiwana H, Yuta M, Shono N, Ohzeki J-i, Osakabe A, Otake K, Larionov V, Earnshaw WC, Kimura H, Masumoto H, and Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res
  • DOI: 10.1093/nar/gks1464
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predominant expression of H3K9 methyltransferases in prehypertrophic and hypertrophic chondrocytes during mouse growth plate cartilage development (2013)
  • 著者名/発表者名: Ideno H, Shimada A, Imaizumi K, Kimura H, Abe M, Nakashima K, and Nifuji A
  • 雑誌名: Gene Expr Pat 巻: 13 ページ: 84-90
  • DOI: 10.1016/j.gep.2013.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Posttranscriptional regulation of histone lysine methyltransferase GLP in embryonic male germ cell (2013)
  • 著者名/発表者名: Deguchi K, Nagamatsu G, Miyachi H, Kato Y, Morita S, Kimura H, Kitano S, Hatada I, Saga Y, Tachibana M, and Shinkai Y
  • 雑誌名: Biol Reprod 巻: 88 ページ: 36
  • DOI: 10.1095/biolreprod.112.103572
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hinge and chromoshadow of HP1αparticipate in recognition of K9 methylated histone H3 in nucleosomes (2013)
  • 著者名/発表者名: Mishima Y, Watanabe M, Kawakami T, Jayasinghe CD, Otani J, Kikugawa Y, Shirakawa M, Kimura H, Nishimura O, Aimoto S, Tajima S, and Suetake I
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 425 ページ: 54-70
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2012.10.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reliable detection of epigenetic histone marks and nuclear proteins in tissue cryosections (2012)
  • 著者名/発表者名: Eberhart A, Kimura H, Leonhardt H, Joffe B, and Solovei I
  • 雑誌名: Chromosome Res 巻: 20 ページ: 849-858
  • DOI: 10.1007/s10577-012-9318-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chromosome-wide regulation of euchromatin-specific 5mC to 5hmC conversion in mouse ES cells and female human somatic cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Kubiura M, Okano M, Kimura H, Kawamura F, and Tada M
  • 雑誌名: Chromosome Res 巻: 20 ページ: 837-848
  • DOI: 10.1007/s10577-012-9317-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] H4K20me1 contributes to downregulation of X-linked genes for C. elegans dosage compensation (2012)
  • 著者名/発表者名: Vielle A, Lang J, Dong Y, Ercan S, Kotwaliwale C, Rechtsteiner A, Appert A, Chen QB, Dose A, Egelhofer T, Kimura H, Stempor P, Dernburg A, Lieb JD, Strome S, and Ahringer J
  • 雑誌名: PLoS Genet 巻: 8 ページ: e1002933
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002933
  • 査読あり
• [雑誌論文] H3K9 and H3K14 acetylation co-occur at many gene regulatory elements, while H3K14ac marks a subset of inactive inducible promoters in mouse embryonic stem cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Karmodiya K, Krebs AR, Oulad-Abdelghani M, Kimura H, and Tora L
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 13 ページ: 424
  • DOI: 10.1186/1471-2164-13-424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone chaperone activity of Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI, is required for DNA crosslink repair (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Ishiai M, Toda K, Furukoshi S, Osakabe A, Tachiwana H, Takizawa Y, Kagawa W, Kitao H, Dohmae N, Obuse C, Kimura H, Takata M, and Kurumizaka H
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 31 ページ: 3524-3536
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Independence of repressive histone marks and chromatin compaction during senescent heterochromatic layer formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Chandra T, Kirschner K, Thuret JY, Pope BD, Ryba T, Newman S, Ahmed K, Samarajiwa SA, Salama R, Carroll T, Stark R, Janky R, Narita M, Xue L, Chicas A, Nũnez S, Janknecht R, Hayashi-Takanaka Y, Wilson MD, Marshall A, Odom DT, Babu MM, Bazett-Jones DP, Tavaré S, Edwards PA, Lowe SW, Kimura H, Gilbert DM, and Narita M
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 47 ページ: 203-214
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2012.06.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Breaking the HAC Barrier : Histone H3K9 acetyl/methyl balance regulates CENP-A assembly (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohzeki J-i, Bergmann JH, Kouprina N, Noskov VN, Nakano M, Kimura H, Earnshaw WC, Larionov V, and Masumoto H
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 31 ページ: 2391-2402
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of histone H3K9 methyltransferases during Drosophila spermatogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Ushijima Y, Inoue YH, Konishi T, Kitazawa D, Yoshida H, Shimaji K, Kimura H, and Yamaguchi M
  • 雑誌名: Chromosome Res 巻: 20 ページ: 319-331
  • DOI: 10.1007/s10577-012-9276-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence cell imaging and manipulation using conventional halogen lamp microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamagata K, Iwamoto D, Terashita Y, Li C, Wakayama S, Hayashi-Takanaka Y, Kimura H, Saeki K, and Wakayama T
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 ページ: e31638
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0031638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracking epigenetic histone modifications in single cells using Fab-based live endogenous modification labeling
  • 著者名/発表者名: Hayashi-Takanaka Y, Yamagata K, Wakayama T, Stasevich TJ, Kainuma T, Tsurimoto T, Tachibana M, Shinkai Y, Kurumizaka H, Nozaki N, and Kimura H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 39 ページ: 6475-6488
  • DOI: 10.1093/nar/gkr343
  • 査読あり
• [学会発表] ヒストン翻訳後修飾の生細胞動態可視化プローブの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村宏
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会・シンポジウム「ヒストンの多様性とクロマチン機能制御機構」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121214-16
  • 招待講演
• [学会発表] ヒストン修飾動態制御の単一細胞解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村宏
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会ワークショップ「細胞核構造体によるエピゲノム制御機構」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121211-14
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamic regulation of epigenetic modifications in living cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kimura
  • 学会等名: The 2nd International Workshop on Structural Epigenomics
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2012-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] Monitoring epigenetic modifications in living cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kimura
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会ワークショップ「染色体における遺伝情報の発現と維持のメカニズム」
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111213-16
  • 招待講演
• [学会発表] ヒストンH3のメチル化とアセチル化の生細胞ダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村宏
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム「クロマチンダイナミクスによるエピジェネティクスの分子機構」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110921-24
  • 招待講演
• [学会発表] 蛋白質翻訳後修飾の生細胞イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村宏
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「タンパク質修飾のイメージング」
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 20110507-09
  • 招待講演
• [学会発表] Small molecule screening for epigenetic modulators (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kimura.
  • 学会等名: JSPS UK/Japan Collaborative Symposium"Interdisciplinary approaches for the study of senescence"
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 20110209-10
  • 招待講演
• [学会発表] Visualizing histone modification dynamics in living cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kimura
  • 学会等名: International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 年月日: 20110124-26
  • 招待講演
• [学会発表] エピジェネティック制御に関わるヒストン修飾の生細胞イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村宏
  • 学会等名: 日本遺伝学会第82回大会シンポジウム「多様な生命現象におけるエピゲノム制御」
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20100920-23
  • 招待講演
• [学会発表] Live cell imaging of epigenetic histone modifications (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kimura
  • 学会等名: BMB2010・シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20100000
  • 招待講演
• [学会発表] Visualization of epigenetic histone modifications in living cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kimura
  • 学会等名: JSPS Sweden-Japan Joint Colloquium"Epigenetics -new horizons in Japan and Scandinavia-"
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2010-09-06
  • 招待講演
• [図書] 特異的モノクローナル抗体を用いたメチル化ヒストンダイナミクスの可視化,エピジェネティクスと疾患(牛島俊和,塩田邦郎,田嶋正二,吉田稔/編)(実験医学増刊) (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村宏,林陽子
  • 総ページ数: 115-121
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hiraoka/kimura/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/view?l=ja&u=7721