セントロメアとヘテロクロマチンの集合バランスと細胞高次調節機能の解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23247030
• 研究機関: 公益財団法人かずさＤＮＡ研究所
• 研究代表者: 舛本 寛 公益財団法人かずさＤＮＡ研究所, ヒトゲノム研究部, 室長 (70229384)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 遺伝学 / 染色体 / ヘテロクロマチン / セントロメア / 人工染色体

研究概要

染色体分配機能に関わるセントロメアの反復DNA領域では、CENP-Aを含むセントロメアクロマチンの集合と共にヘテロクロマチンも集合する。本研究ではこれらクロマチンの集合メカニズム解明を目指して以下の解析を進めた。（1）多様な細胞でのクロマチン形成バランスの解析： 人工染色体前駆体である合成反復DNAをヒトHT1080細胞へ導入するとCENP-Aクロマチンの集合と共にセントロメア機能を備えた人工染色体の形成が起こるが、HeLaや他の多くの株化細胞では強いヘテロクロマチン(ヒストンH3K9me3修飾等)集合活性が導入DNA上への新規CENP-Aクロマチンの集合やセントロメア機能形成を阻害していることを既に明らかにしてきた。ヘテロクロマチン形成と拮抗するヒストンアセチル化酵素（HAT）の結合は、CENP-Aクロマチンの集合を促進し、HeLaや他の多くの株化細胞でもHAC形成を可能にすることを発見した。更に内在セントロメアでもこのHAT複合体はMis18複合体と相互作用してCENP-AをG1初期に補充する機構に関与していることを明らかにした。（2）セントロメア構造形成とヘテロクロマチン構造形成を調節する因子の検索： かずさcDNAライブラリーを利用して多様なtetR融合タンパクを作製し、tetO合成反復配列からなる人工染色体へ結合させ、セントロメア形成に対して負に調節する因子と正に調節する因子のスクリーニングを進め，それぞれ多数候補を得た。これら正、負の調節因子とさらに相互作用する因子をHalo-tag付きかずさcDNA発現ライブラリーからのスクリーニングにより得た。３）クロマチン集合バランスの操作により引き起こされる細胞高次調節機能への影響： CENP-Bと(2)で明らかにされた因子を多数融合させ、セントロメアを限定して調節操作できる細胞株を構築して解析を進めた。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The epigenetic regulator Uhrf1 facilitates the proliferation and maturation of colonic regulatory T cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Obata Y, Furusawa Y, Endo TA, Sharif J, Takahashi D, Atarashi K, Nakayama M, Onawa S, Fujimura Y, Takahashi M, Ikawa T, Otsubo T, Kawamura YI, Dohi T, Tajima S, Masumoto H, Ohara O, Honda K, Hori S, Ohno H, Koseki H, Hase K.
  • 雑誌名: Nat Immunol. 巻: 15 ページ: 571-579
  • DOI: doi: 10.1038/ni.2886.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human artificial chromosome based gene delivery vectors for biomedicine and biotechnology. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kouprina N, Tomilin AN, Masumoto H, Earnshaw WC, and Larionov V.
  • 雑誌名: Expert Opin. Drug Deliv. 巻: 11(4) ページ: 517-535
  • DOI: doi: 10.1517/17425247.2014.882314.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Novel α-N-Methylation Modification of CENP-B That Regulates Its Binding to the Centromeric DNA. (2013)
  • 著者名/発表者名: Dai X, Otake K, You C, Cai Q, Wang Z, Masumoto H and Wang Y
  • 雑誌名: J Proteome Res. 巻: 12(9) ページ: 4167-4175
  • DOI: doi: 10.1021/pr400498y
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new assay for measuring chromosome instability (CIN) and identification of drugs that elevate CIN in cancer cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Lee H-S, Lee NC, Grimes BR, Samoshkin A, Kononenko AV, Bansal R, Masumoto H, Earnshaw WC, Kouprina N, Larionov V
  • 雑誌名: BioMed Central Cancer 巻: 13(1) ページ: 252
  • DOI: doi: 10.1186/1471-2407-13-252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protecting a transgene expression from the HAC-based vector by different chromatin insulators. (2013)
  • 著者名/発表者名: Lee NC, Kononenko AV, Lee H-S, Tolkunova EN, Liskovykh MA, Masumoto H, Earnshaw WC, Tomilin AN, Larionov V, Kouprina N
  • 雑誌名: Cell Mol Life Sci. 巻: 70(19) ページ: 3723-3737
  • DOI: doi: 10.1007/s00018-013-1362-9
  • 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, Miya Y, Shono N, Ohzeki J, Osakabe A, Otake K, Larionov V, Earnshaw WC, Masumoto H* and Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nucleic. Acid. Res. 巻: 41(5) ページ: 2869-2880
  • DOI: doi:10.1093/nar/gks1464
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new generation of human artificial chromosomes for functional genomics and gene therapy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kouprina N, Earnshaw WC, Masumoto H, Larionov V: A new generation of human artificial chromosomes for functional genomics and gene therapy.
  • 雑誌名: Cell. Mol. Life Sci. 巻: 70(7) ページ: 1135-1148
  • DOI: DOI10.1007/s00018-012-1113-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Esperanto for histones: CENP-A, not CenH3, is the centromeric histone H3 variant. (2013)
  • 著者名/発表者名: Earnshaw WC, Allshire RC, Black BE, Bloom K, Brinkley BR, Brown W, Cheeseman IM, Choo KHA, Maddox PS, Margolis RM, Masumoto H, Cleveland DW , et al
  • 雑誌名: Chromosome Res. 巻: 21(2) ページ: 101-106
  • DOI: DOI 10.1007/s10577-013-9347-y
  • 査読あり
• [学会発表] セントロメア形成を制御するアセチル化酵素の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大関淳一郎、庄野暢晃、大竹興一郎、中野めぐみ、William C. Earnshaw、Vladimir Larionov、長瀬隆弘、舛本 寛
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] 脱落制御可能なヒト人工染色体(HAC) を用いたiPS 細胞の作製と細胞選抜への利用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村 佳明、霜島 司、中野めぐみ、大関 淳一郎、長谷川 嘉則、 池野 正史、William C. Earnshaw, Vladimir Larionov、 舛本 寛
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 20131203-20131206
• [備考] かずさDNA研究所 研究内容＞細胞工学研究室
  • URL: http://www.kazusa.or.jp/j/laboratories/organization.html