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2015 年度 実績報告書

DNA修復におけるクロマチンと細胞核の機能:アクチンファミリーによる解析と展開

研究課題

研究課題/領域番号 24380183
研究機関東北大学

研究代表者

原田 昌彦  東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70218642)

研究分担者 太田 邦史  東京大学, 総合文化研究科, 教授 (90211789)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワードクロマチン / アクチンファミリー / DNA修復
研究実績の概要

放射線などによるDNA損傷によって、ゲノム情報欠失や細胞がん化が引き起こされることがしられている。DNA修復の進行は、クロマチンや細胞核構造を基盤としたエピジェネティック制御を受ける。しかし、遺伝子発現の発現制御に比べて、その分子機構の理解は著しく遅れていた。我々は、アクチンファミリーメンバーであるアクチン関連タンパク質(Arp)が、ATP結合を介した「分子スイッチ」として、DNA修復におけるエピジェネティック制御に関わることをこれまでに見出している。本研究では、DNA修復に必要なクロマチン・細胞核機能構造形成におけるArpの役割を、特にArpの分子スイッチ機能に注目して明らかにすることを目的とした。さらに、Arpの立体構造がアクチンと類似していることを利用して、アクチン結合化合物およびその誘導体からArpに結合する化合物を検索・解析することを目的とした。様々なクロマチンリモデリング複合体やヒストンアセチル化複合体に含まれるArp4に注目して解析を行い、Arp4のATP結合部位への変位導入によって、その機能や細胞核内局在が変化することが示された。さらに、Arp8が一本鎖DNAに高親和結合をすることを明らかにした。さらに、Arp8をノックアウトした細胞でのDNA損傷修復の解析により、Arp8が損傷修復に重要な役割を果たすことを明らかにした。これらの結果は、核内の複数のArpがDNA損傷修復に関与することを示すものである。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (45件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 9件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Friedrich Miescher Institute(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Friedrich Miescher Institute
  • [国際共同研究] Institute of Molecular Genetics(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      Institute of Molecular Genetics
  • [雑誌論文] Nuclear F-actin enhances the transcriptional activity of β-catenin by increasing its nuclear localization and binding to chromatin.2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamazaki, Koji Yamamoto, Primal de Lanerolle, Masahiko Harata
    • 雑誌名

      Histochem Cell Biol

      巻: 145 ページ: 389-399

    • DOI

      0.1007/s00418-016-1416-9.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic complementation analysis showed distinct contributions of the N-terminal tail of H2A.Z to epigenetic regulations2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kusakabe, Hiroyuki Oku, Ryo Matsuda, Tetsuya Hori, Akihiko Muto, Kazuhiko Igarashi, Tatuo Fukagawa, Masahiko Harata
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 21 ページ: 122-135

    • DOI

      10.1111/gtc.12327

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local potentiation of stress-responsive genes by upstream noncoding transcription.2016

    • 著者名/発表者名
      1. Takemata N, Oda A, Yamada T, Galipon J, Miyoshi T, Suzuki Y, Sugano S, Hoffman CS, Hirota K, Ohta K.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of novel Sir3 binding regions in Saccharomyces cerevisiae.2016

    • 著者名/発表者名
      2. Mitsumori R., OhashI T., Kugou K., Ichino A., Taniguchi K., Ohta K., Uchida H., Oki M.
    • 雑誌名

      J. Biochem

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shugoshin forms a specialized chromatin domain at subtelomeres that regulates transcription and replication timing.2016

    • 著者名/発表者名
      3. Tashiro S, Handa T, Matsuda A, Ban T, Takigawa T, Miyasato K, Ishii K, Kugou K, Ohta K, Hiraoka Y, Masukata H, Kanoh J
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 7 ページ: -

    • DOI

      10.1038/ncomms10393.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of nuclear actin to transcription regulation.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki S, Yamamoto K, Harata M.
    • 雑誌名

      Genom Data

      巻: 4 ページ: 127-129

    • DOI

      10.1016/j.gdata.2015.04.009.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The actin family protein ARP6 contributes to the structure and the function of the nucleolus.2015

    • 著者名/発表者名
      Kitamura H, Matsumori H, Kalendova A, Hozak P, Goldberg IG, Nakao M, Saitoh N, Harata M.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 464 ページ: 554-560

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.07.005.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] アクチンファミリー分子によるクロマチン・細胞核機能制御2015

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦、山崎祥他、尾間由佳子
    • 雑誌名

      生化学会誌

      巻: 87 ページ: 629-632

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2015.870629

    • 査読あり
  • [雑誌論文] アクチンファミリーによる細胞核・クロマチンの機能構造形成2015

    • 著者名/発表者名
      山崎祥他、尾間由佳子、原田昌彦
    • 雑誌名

      ナノ学会会報

      巻: 13 ページ: 73-77

  • [雑誌論文] Glycerophospholipid regulation of modality-specific sensory axon guidance in the spinal cord.2015

    • 著者名/発表者名
      4. Guy AT, Nagatsuka Y, Ooashi N, Inoue M, Nakata A, Greimel P, Inoue A, Nabetani T, Murayama A, Ohta K, Ito Y, Aoki J, Hirabayashi Y*, Kamiguchi H
    • 雑誌名

      Science

      巻: 349 ページ: 974-977

    • DOI

      doi: 10.1126/science.aab3516

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ストレス応答遺伝子HO-1発現へのINO80複合体の関与とbicyclic peptideによる人為的制御の試み2016

    • 著者名/発表者名
      秋山祐亮 高橋裕一朗 村上寛和 Christian Heinis 五十嵐和彦 加藤恭丈 原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道札幌市
    • 年月日
      2016-03-30
  • [学会発表] 遺伝学的相補解析によるヒストンバリアントH2A.Zの機能ドメインと進化的保存性の解析2016

    • 著者名/発表者名
      高橋大輔、日下部将之、奥裕之、原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道札幌市
    • 年月日
      2016-03-30
  • [学会発表] 遺伝学的相補を用いたヒストンバリアントH2A.Zおよび変異体の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      日下部将之、堀越直樹、佐藤浩一、 松田涼、奥裕之、堀哲也、深川竜郎、木村宏、胡桃坂仁志、原田昌彦
    • 学会等名
      第3回 ヒストンバリアント研究会
    • 発表場所
      早稲田大学先端生命医科学センター、東京都新宿区
    • 年月日
      2016-02-28
  • [学会発表] DNA二重鎖切断修復へのSUMO化修飾の関与2016

    • 著者名/発表者名
      折原行希、尾間由佳子、小西辰紀、堀籠 智洋、Susan Gasser、原田昌彦
    • 学会等名
      第13回SUMO研究会
    • 発表場所
      関西学院大学 大阪梅田キャンパス、大阪府大阪市
    • 年月日
      2016-01-23
  • [学会発表] INO80クロマチンリモデリング複合体におけるアクチンファミリーArp5, Arp8の分子機構2016

    • 著者名/発表者名
      村上 寛和、秋山 祐亮、高橋 裕一朗、原田 昌彦
    • 学会等名
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • 年月日
      2016-01-14
  • [学会発表] ヒストンバリアントH2A.Z機能ドメインの進化的保存性解析2016

    • 著者名/発表者名
      奥裕之、日下部将之、原田昌彦
    • 学会等名
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • 年月日
      2016-01-13
  • [学会発表] 細胞分化における核内アクチンの機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      山本浩志、山崎祥他、十川久美子、徳永万喜洋、原田昌彦
    • 学会等名
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • 年月日
      2016-01-13
  • [学会発表] 遺伝学的相補を用いたヒストンバリアントH2A.Zおよび変異体の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      日下部将之、奥裕之、堀越直樹、堀哲也、深川竜郎、胡桃坂仁志、原田昌彦
    • 学会等名
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • 年月日
      2016-01-12
  • [学会発表] 細胞核内アクチンフィラメントのゲノム機能への関与2016

    • 著者名/発表者名
      山崎祥他、山本浩志、十川久美子、徳永万喜洋、原田昌彦
    • 学会等名
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • 年月日
      2016-01-12
  • [学会発表] 酸化ストレス応答遺伝子HO-1発現へのINO80クロマチンリモデリング複合体の関与2015

    • 著者名/発表者名
      秋山祐亮 高橋裕一朗 村上寛和 Christian Heinis 五十嵐和彦 加藤恭丈 原田昌彦
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • 年月日
      2015-12-04
  • [学会発表] アクチンファミリーによるクロマチン構造の階層的変換2015

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • 年月日
      2015-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝学的相補解析によるヒストンバリアントH2A.Zの機能ドメインと進化的保存性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      高橋大輔、日下部将之、奥裕之、  原田昌彦
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • 年月日
      2015-12-02
  • [学会発表] グルコース飢餓ストレス時のセンス・アンチセンス長鎖非コードRNAを介した遺伝子発現制御2015

    • 著者名/発表者名
      小田有沙
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸市中央区)
    • 年月日
      2015-12-02
  • [学会発表] DNA損傷依存的な姉妹染色分体間接着形成への核膜タンパク質の関与2015

    • 著者名/発表者名
      折原行希、尾間由佳子、小西辰紀、堀籠 智洋、Susan Gasser、原田昌彦
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • 年月日
      2015-12-01
  • [学会発表] ヒストンバリアントと核構造によるクロマチン機能構造制御2015

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      遺伝研研究会「クロマチン・細胞核構造の形成とダイナミクスによるゲノム機能制御」
    • 発表場所
      遺伝学研究所、静岡県三島市
    • 年月日
      2015-10-29
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA二本鎖切断領域の核膜近傍への係留と損傷誘導的な姉妹染色分体接着に関する解析2015

    • 著者名/発表者名
      尾間由佳子、折原行希、堀籠智洋、小西辰紀、Susan Gasser、原田昌彦
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87会大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス、宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-10-29
  • [学会発表] Functional analysis of the histone variant H2A.Z using gene knockout cell lines2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kusakabe, Tetsuya Hori2, Ryo Matsuda, Hiroyuki Oku, Hitoshi Kurumizaka, Tatsuo Fukagawa, Masahiko Harata
    • 学会等名
      The 40th Naito Conference Epigenetics -From Histone Code to Therapeutic Strategy
    • 発表場所
      シャトレーゼガトーキングダム、北海道札幌市
    • 年月日
      2015-09-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 核内アクチンフィラメントの分子機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      山崎祥他、原田昌彦
    • 学会等名
      Robert Feulgen Prize 受賞記念ワークショップ
    • 発表場所
      東工大すずかけ台キャンパス、神奈川県横浜市
    • 年月日
      2015-09-11
  • [学会発表] DNA損傷依存的な姉妹染色分体間接着形成への核膜タンパク質の関与2015

    • 著者名/発表者名
      折原行希、尾間由佳子、小西辰則、 堀籠智洋、Susan Gasser、原田昌彦
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第48回研究報告会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス、広島県東広島市
    • 年月日
      2015-09-01
  • [学会発表] Functional analysis of the contribution of acetylation of H2A.Z to epigenetic regulations2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kusakabe, Ryo Matsuda, Hiroyuki Oku, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa, Hitoshi Kurumizaka, Masahiko Harata
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • 発表場所
      淡路夢舞台、兵庫県淡路市
    • 年月日
      2015-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of nuclear filamentous-actin in transcriptional regulation2015

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamazaki, Koji Yamamoto, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga, Masahiko Harata
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2015-08-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of Actin Family Proteins in the Organization of Functional Structures within the Nucleus2015

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamazaki, Hiroshi Kitamura, Koji Yamamoto, Yukako Oma Yuki Orihara, Haruka Matsumori, Noriko Saitoh, and Masahiko Harata
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Hyodo, Japan
    • 年月日
      2015-08-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Masahiko Harata Roles of actin family proteins in chromatin and nuclear organization2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Harata
    • 学会等名
      24th Wilhelm Bernhard Workshop on the Cell Nucleus + 57th Symposium of the Society for Histochemistry
    • 発表場所
      Scholoss Wilhelminenberg, Vienna, Austria
    • 年月日
      2015-08-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 核内アクチンフィラメントの転写制御への関与とその分子機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      山崎祥他、山本浩二、十川久美子、 徳永万喜洋、原田昌彦
    • 学会等名
      転写サイクル合同班会議2015
    • 発表場所
      ホテル暖香園、静岡県伊東市
    • 年月日
      2015-08-04
  • [学会発表] 転写サイクルにおけるクロマチンリモデリング複合体の動的リサイクルの解明2015

    • 著者名/発表者名
      村上寛和、秋山祐亮、高橋裕一朗、Christian Heinis、十川久美子、原田昌彦
    • 学会等名
      転写サイクル合同班会議2015
    • 発表場所
      ホテル暖香園、静岡県伊東市
    • 年月日
      2015-08-04
  • [学会発表] Long noncoding RNAs stimulate promoter binding of the transcription factor Atf1 by antagonizing the Grougho/Tup1-like corepressors Tup11 and Tup122015

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Takemata
    • 学会等名
      Pombe 2015
    • 発表場所
      生田神社会館 (神戸市中央区)
    • 年月日
      2015-06-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of functional domains of histone variant H2A.Z by complementation analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kusakabe, Ryo Matsuda, Hiroyuki Oku, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa, Hitoshi Kurumizaka, Masahiko Harata
    • 学会等名
      Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability
    • 発表場所
      大阪大学、大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-05-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roles of nuclear actin filaments in transcriptional regulation2015

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamazaki, Koji Yamamoto, Masahiko Harata
    • 学会等名
      Institute for Protein Research (IRP) Seminar “Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability
    • 発表場所
      Osaka University, Suita-shi, Osaka, Japan
    • 年月日
      2015-05-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Contribution of nuclear actin and Arps to functional organization of the nucleus and chromatin2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Harata
    • 学会等名
      Institute for Protein Research (IRP) Seminar “Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability
    • 発表場所
      Osaka University, suita-shi, Osaka, Japan
    • 年月日
      2015-05-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 核内構造体とのインタープレイによるクロマチン動構造の制御2015

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      新学術領域 動的クロマチン構造と機能 第3回班会議
    • 発表場所
      ホテルルスツリゾート、北海道留寿都
    • 年月日
      2015-05-08
  • [図書] 生命デザイン学入門2016

    • 著者名/発表者名
      小川(西秋)葉子、太田邦史
    • 総ページ数
      224(1-32)
    • 出版者
      岩波ジュニア新書
  • [備考] http://www.harata-lab.org/

  • [産業財産権] 空間的な近さの概念を用いた生体分子データの3次元構造の再構成方法2016

    • 発明者名
      平田祥人、小田有沙、太田邦史、合原一幸
    • 権利者名
      平田祥人、小田有沙、太田邦史、合原一幸
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-023214
    • 出願年月日
      2016-02-10

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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