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2015 年度 実績報告書

減数分裂の相同染色体組換えに必要な分子・構造基盤とメカニズムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 26251037
研究機関大阪大学

研究代表者

平岡 泰  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10359078)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード染色体
研究実績の概要

減数分裂は、有性生殖を行う真核生物にとってゲノムを子孫に継承するための普遍的で重要なプロセスである。減数分裂においては、相同染色体の対合・組み換えが必須であるが、これを実現するために特有のクロマチン構造が作られる。本研究では、生細胞蛍光イメージングと分子遺伝学の手法を併用して、相同染色体組換えに伴って形成される減数分裂期クロマチン構造の分子基盤と形成メカニズムを明らかにする。減数分裂に特有のクロマチン構造として、相同染色体の相互認識部位の構造、DNA二重鎖切断部部位の構造、相同染色体の組換え中間体およびキアズマを解析する。減数分裂に障害を持つ変異株のクロマチン構造を解析し、原因遺伝子産物と異常の因果関係を明らかにする。このような構造の構成成分を生化学的に同定し、当該遺伝子の改変や破壊による機能解析とイメージング解析を行うことによって、その分子メカニズムを解明する。
平成27年度は、減数分裂に特有に形成されるクロマチン構造のイメージング解析を行った。分裂酵母の種々の変異体を用いて、減数分裂期の進行を生細胞イメージングにより追跡し、ヒストンH4の修飾が減数分裂前期の進行に影響することを明らかにした。その成果を論文として報告した(Ruan et al., 2015)。また、核膜孔複合体タンパク質の一つNup132を欠損すると、減数分裂の染色体分離に異常が出ることを見いだし、論文として報告した(Yang et al., 2015)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

分裂酵母において、核膜孔複合体タンパク質やヒストン修飾が減数分裂前期の進行に影響することを明らかにし、その成果を国際学術誌に論文として報告した (Yang et al., J Cell Biology, 2015; Ruan et al., Scientific Reports, 2015)。これらを含めて、国際学術誌に論文を17編発表した。また、超分解能顕微鏡法として3D-SIM (3次元Structured Illumination Microscope) を用いて、分裂酵母クロマチン構造の高分解能観察を実現し (Matsuda et al., Nature Commun., 2015)、広範に利用できる手法となっている。これらの成果について、国際会議での発表を13件行うなど、未発表のもの含めて着実に成果が得られており、研究はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

これまでに分裂酵母減数分裂期にDNA複製に伴って起こるヒストンH4の修飾が減数分裂前期の進行に影響することを発見したが、その仕組みについては未だ不明である。今後の課題として、まず、減数分裂の進行に影響を与えるヒストン変異を検索し、ヒストン変異体のクロマチン構造を解析する。ヒストン修飾を担う酵素を特定するために、候補となる遺伝子の破壊株や変異株の解析を行う。またヒストンの修飾状態を生細胞で蛍光イメージングできる手法を分裂酵母で実現する。さらに、超分解能顕微鏡法として3D-SIM (3次元Structured Illumination Microscope)を用い、分裂酵母の染色体構造を超高分解能で解析する。
核膜タンパク質や核膜孔複合体タンパク質が染色体の挙動に与える影響についても、まだ不明な点が多く、解析する必要がある。これまでに核膜タンパク質の変異株のなかに染色体分離や減数分裂に障害を示すものを見いだしている。これらの変異株において減数分裂のどの段階で障害が生じるのかを調べ、その分子メカニズムの理解を目指す。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 15件、 オープンアクセス 14件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 13件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Uniquely designed nuclear structures of lower eukaryotes2016

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto M, Hiraoka Y, Haraguchi T
    • 雑誌名

      Current Opinions in Cell Biology

      巻: 40 ページ: 66-73

    • DOI

      10.1016/j.ceb.2016.02.019

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Shugoshin forms a specialized chromatin domain at subtelomeres that regulates transcription and replication timing2016

    • 著者名/発表者名
      Sanki Tashiro, Tetsuya Handa, Atsushi Matsuda, Takuto Ban, Toru Takigawa, Kasumi Miyasato, Kojiro Ishii, Kazuto Kugou, Kunihiro Ohta, Yasushi Hiraoka, Hisao Masukata, Junko Kanoh
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 ページ: -

    • DOI

      10.1038/ncomms10393

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Histone H3K36 trimethylation is essential for multiple silencing mechanisms in fission yeast2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Suzuki, Hiroaki Kato, Yutaka Suzuki, Yuji Chikashige, Yasushi Hiraoka, Chikashi Obuse, Koji Nagao, Hiroshi Kimura, Shinya Takahata, Yota Murakami
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/nar/gkw008

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Virtual nuclear envelope breakdown and its regulators in fission yeast meiosis2016

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Asakawa, Hui-Ju Yang, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.3389/fcell.2016.00005

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A nucleoporin that facilitates meiotic kinetochore reorganization2016

    • 著者名/発表者名
      Yang H-J, Haraguchi T, Hiraoka Y
    • 雑誌名

      Cell Cycle

      巻: 15 ページ: 307-308

    • DOI

      10.1080/15384101.2015.1125237

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cellular economy in fission yeast cells continuously cultured with limited nitrogen resources2015

    • 著者名/発表者名
      Yuji Chikashige, Shinichi Arakawa, Kenji Leibnitz, Chihiro Tsutsumi, Chie Mori, Hiroko Osakada, Masayuki Murata, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: -

    • DOI

      10.1038/srep15617

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nup132 modulates meiotic spindle attachment in fission yeast by regulating kinetochore assembly2015

    • 著者名/発表者名
      Hui-Ju Yang, Haruhiko Asakawa, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 211 ページ: 295-308

    • DOI

      10.1083/jcb.201501035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fission yeast meets a legend in Kobe: report of the Eighth International Fission Yeast Meeting2015

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Asakawa,Takaharu G Yamamoto,Yasushi Hiraoka
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 20 ページ: 967-971

    • DOI

      10.1111/gtc.12307

  • [雑誌論文] Selective autophagic receptor p62 regulates the abundance of transcriptional coregulator ARIP4 during nutrient starvation2015

    • 著者名/発表者名
      Megumi Tsuchiya, Shin Isogai, Hiroaki Taniguchi, Hidehito Tochio, Masahiro Shirakawa, Ken-ichirou Morohashi, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi, Hidesato Ogawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: -

    • DOI

      10.1038/srep14498

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The nuclear pore complex acts as a master switch for nuclear differentiation2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Iwamoto, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
    • 雑誌名

      Communicative and Integrative Biology

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.1080/19420889.2015.1056950

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Histone H4 acetylation required for chromatin decompaction during DNA replication2015

    • 著者名/発表者名
      Kun Ruan, Takaharu G Yamamoto, Haruhiko Asakawa, Yuji Chikashige, Hiroshi Kimura, Hisao Masukata, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: -

    • DOI

      10.1038/srep12720

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly condensed chromatins are formed adjacent to subtelomeric and decondensed silent chromatin in fission yeast2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsuda, Yuji Chikashige, Daqiao Ding, Chizuru Ohtsuki, Chie Mori, Haruhiko Asakawa, Hiroshi Kimura, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 ページ: -

    • DOI

      10.1038/ncomms8753

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chromosome Scaffold is a Double-Stranded Assembly of Scaffold Proteins2015

    • 著者名/発表者名
      Rawin Poonperm, Hideaki Takata, Tohru Hamano, Atsushi Matsuda, Susumu Uchiyama, Yasushi Hiraoka, Kiichi Fukui
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: -

    • DOI

      10.1038/srep11916

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent advancements in structured-illumination microscopy toward live-cell imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Hirano, Atsushi Matsuda, Yasushi Hiraoka
    • 雑誌名

      Microscopy (Oxf)

      巻: 64 ページ: 237-249

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfv034

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Uncleavable Nup98-Nup96 is functional in fission yeast2015

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Asakawa, Chie Mori, Chizuru Ohtsuki, Masaaki Iwamoto, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 5 ページ: 508-514

    • DOI

      10.1016/j.fob.2015.06.004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] BAF is a cytosolic DNA sensor that leads to exogenous DNA avoiding autophagy2015

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kobayashi, Takako Koujin, Tomoko Kojidani, Hiroko Osakada, Chie Mori, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 112 ページ: 7027-7032

    • DOI

      10.1073/pnas.1501235112

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biased assembly of the nuclear pore complex is required for somatic and germline nuclear differentiation in Tetrahymena2015

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto M, Koujin T, Osakada H, Mori C, Kojidani T, Matsuda A, Asakawa H, Hiraoka Y, Haraguchi T
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 128 ページ: 1812-1823

    • DOI

      10.1242/jcs.167353

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Roles for inner nuclear membrane proteins Lem2 and Bqt4 in chromosome organization2015

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      4th International Symposium of the Mathematics on Chromatin Live Dynamics
    • 発表場所
      広島市国際青年会館(広島県・広島市)
    • 年月日
      2015-12-07 – 2015-12-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chromosomes and nuclear structures in fission yeast2015

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting “Cell Biology of Yeasts”
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor(USA)
    • 年月日
      2015-11-03 – 2015-11-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Role for the fission yeast Lem2 protein in chromosome segregation and genome stability2015

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      Nuclear Transport Meeting
    • 発表場所
      Sant Feliu de Guixols(Spain)
    • 年月日
      2015-09-20 – 2015-09-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Histone H4 acetylation required for chromatin loosening during DNA replication2015

    • 著者名/発表者名
      阮琨、山本孝治、淺川東彦、原口徳子、平岡 泰
    • 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(広島県・東広島市)
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-01
  • [学会発表] Nup132 modulates meiotic spindle attachment in fission yeast by regulating kinetochore assembly2015

    • 著者名/発表者名
      Yang HJ, Asakawa H, Haraguchi T, Hiraoka Y
    • 学会等名
      EMBO Conference on Meiosis
    • 発表場所
      Oxford(UK)
    • 年月日
      2015-08-31 – 2015-08-31
    • 国際学会
  • [学会発表] A Role of Chromatin-Nuclear Membrane Protein Interaction on the Nuclear Envelope Assembly2015

    • 著者名/発表者名
      Tokuko Haraguchi, Shouhei Kobayashi, Takako Koujin, Hiroko Osakada,Tomoko Kojidani, Chie Mori, Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
    • 年月日
      2015-08-25 – 2015-08-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Chromosome Segregation is Impaired by Loss of Lem22015

    • 著者名/発表者名
      Yoshie Tange, Yuji Chikashige, Yasuhiro Hirano, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
    • 年月日
      2015-08-25 – 2015-08-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly condensed chromatins are formed adjacent to subtelomeric and decondensed silent chromatin in fission yeast2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsuda, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
    • 年月日
      2015-08-24 – 2015-08-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Nup132 modulates meiotic spindle attachment in fission yeast by regulating kinetochore reassembly2015

    • 著者名/発表者名
      Hui-Ju Yang, Haruhiko Asakawa, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      8th International Fission Yeast Meeting
    • 発表場所
      生田神社会館(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-06-25 – 2015-06-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Shugoshin forms a specialized chromatin domain at subtelomeres, repressing transcription and replication2015

    • 著者名/発表者名
      Sanki Tashiro, Tetsuya Handa, Atsushi Matsuda, Takuto Ban, Toru Takigawa, Kazumi Miyasato, Kojiro Ishii, Kazuto Kugou, Kunihiro Ohta, Yasushi Hiraoka, Hisao Masukata, Junko Kanoh
    • 学会等名
      8th International Fission Yeast Meeting
    • 発表場所
      生田神社会館(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Chromosome segregation is impaired by loss of LEM-domain nuclear membrane protein Lem22015

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Hiraoka, Yoshie Tange, Yuji Chikashige, Tokuko Haraguchi
    • 学会等名
      8th International Fission Yeast Meeting
    • 発表場所
      生田神社会館(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Super-resolution microscopy reveals highly condensed chromatin adjacent to subtelomeric, decondensed silent chromatin2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsuda, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      8th International Fission Yeast Meeting
    • 発表場所
      生田神社会館(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Replication timing control by telomere-adjacent nuclear localization in fission yeast2015

    • 著者名/発表者名
      Hisao Masukata, Yuta Nakamura, Hidesato Ogawa, Haruhiko Asakawa, Tatsuro S Takahashi, Takuro Nakagawa, Yasushi Hiraoka, Shiho Ogawa
    • 学会等名
      8th International Fission Yeast Meeting
    • 発表場所
      生田神社会館(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-06-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Actin-dependent redistribution of lipid droplets confers the stress resistance of a yeast ascospore2015

    • 著者名/発表者名
      Yang HJ, Kojidani T, Osakada H, Asakawa H, Haraguchi T, Hiraoka Y
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conferences “Lipid Metabolism and Human Metabolic Disorders”
    • 発表場所
      Suzhou(China)
    • 年月日
      2015-06-04 – 2015-06-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles for the inner nuclear membrane in genome stability2015

    • 著者名/発表者名
      平岡 泰
    • 学会等名
      蛋白研セミナー “Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability”
    • 発表場所
      大阪大学蛋白質研究所(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-05-18 – 2015-05-18
  • [図書] 新・生細胞蛍光イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      原口徳子、木村宏、平岡泰(編著)
    • 総ページ数
      352
    • 出版者
      共立出版
  • [備考] Hiraoka Laboratory

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hiraoka/index.html

  • [産業財産権] 核酸導入促進剤2016

    • 発明者名
      小川英知、原口徳子、土屋惠、平岡泰
    • 権利者名
      大阪大学、情報通信研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-006937
    • 出願年月日
      2016-01-18

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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