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2017 年度 実績報告書

染色体機能形成の階層性とゲノム反復DNA上のクロマチン構造の解明

公募研究

研究領域染色体オーケストレーションシステム
研究課題/領域番号 16H01414
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, 先端研究部, 室長 (70229384)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード人工染色体 / セントロメア / ヘテロクロマチン / 反復DNA / アルフォイドDNA
研究実績の概要

染色体分配機能に必須なセントロメアでは、反復DNA(アルフォイドDNA)からなる巨大領域にヒストンH3バリアントであるCENP-Aを含んだクロマチンが集合し、これを足場に多様な因子群が集積し、キネトコア構造体が形成される。キネトコアでは微小管との相互作用により染色体の動きを調節する。一方、セントロメア内部ではヘテロクロマチンが集合し姉妹染色分体の接着・分離を調節する。しかし、同一反復DNAからなる巨大領域にどのようにこれらの異なるクロマチンが集合し、機能統合体としてのオーケストレーションを保つのかは不明なままである。そこで本研究では、セントロメアの階層的集合メカニズムを解明し、ヘテロクロマチンとの集合バランスとその変動が引き起こす影響について明らかにすることを目的とし、ヒト人工染色体(HAC)やChIP-seqによる方法を用いて(1)染色体機能形成の階層性とヘテロクロマチンの解析、(2)ゲノム反復DNA上のクロマチン構造の解析、に取り組む計画である。H29年度は以下の成果を得た。(1)染色体機能形成の階層性とヘテロクロマチンの解析:HACや合成反復DNAと各種融合タンパクを用いた構成生物学的手法を駆使して、KAT7とSuv39h1がお互いに拮抗的にセントロメアクロマチンとヘテロクロマチンの集合と抑制バランスに関わり、ゲノム機能の維持にも強い影響を与えることを明らかにした。(2)ゲノム反復DNA上のクロマチン構造の解析:ChIP Seq法により、ゲノム反復DNA上のクロマチン構造の解析を進め、CENP-Aクロマチン、CENP-B、ヘテロクロマチン(H3K9me3)、オープンクロマチン(H3K36me2/3)等の詳細な分布を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Edinburgh
  • [国際共同研究] University of Barcelona(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      University of Barcelona
  • [国際共同研究] National Cancer Institute, NIH(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      National Cancer Institute, NIH
  • [雑誌論文] Generation of a Synthetic Human Chromosome with Two Centromeric Domains for Advanced Epigenetic Engineering Studies2018

    • 著者名/発表者名
      Pesenti Elisa、Kouprina Natalay、Liskovykh Mikhail、Aurich-Costa Joan、Larionov Vladimir、Masumoto Hiroshi、Earnshaw William C.、Molina Oscar
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 7 ページ: 1116~1130

    • DOI

      doi:10.1021/acssynbio.8b00018

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Using human artificial chromosomes to study centromere assembly and function2017

    • 著者名/発表者名
      Molina Oscar、Kouprina Natalay、Masumoto Hiroshi、Larionov Vladimir、Earnshaw William C.
    • 雑誌名

      Chromosoma

      巻: 126 ページ: 559~575

    • DOI

      doi:10.1007/s00412-017-0633-x

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Method to Assemble Genomic DNA Fragments or Genes on Human Artificial Chromosome with Regulated Kinetochore Using a Multi-Integrase System2017

    • 著者名/発表者名
      Lee Nicholas C. O.、Kim Jung-Hyun、Petrov Nikolai S.、Lee Hee-Sheung、Masumoto Hiroshi、Earnshaw William C.、Larionov Vladimir、Kouprina Natalay
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 7 ページ: 63~74

    • DOI

      doi:10.1021/acssynbio.7b00209

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] セントロメアへのCENP-Aクロマチンとヘテロクロマチンの集合機構2017

    • 著者名/発表者名
      舛本寛
    • 学会等名
      染色体研究の最前線2017
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト人工染色体開発の基盤とクロマチン操作技術2017

    • 著者名/発表者名
      舛本寛
    • 学会等名
      千葉県バイオ・ライフサイエンス・ネットワーク会議
    • 招待講演
  • [学会発表] Establishment and epigenetic maintenance of centromere chromatin on alpha-satellite DNA2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Masumoto
    • 学会等名
      The Future of Biomedicine 2017 conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CENP-Bによるヒトセントロメア反復DNA上のエピゲノム修飾制御2017

    • 著者名/発表者名
      久郷和人、大竹興一郎、大関淳一郎、中戸隆一郎、白髭克彦、舛本寛
    • 学会等名
      第35回染色体ワークショップ、第16回核ダイナミクス研究会
  • [図書] バイオサイエンスとインダストリー(B&I)「人工染色体を用いたセントロメア機能獲得のエピゲノム制御解析」2017

    • 著者名/発表者名
      大関淳一郎,舛本寛
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      バイオインダストリー協会
  • [図書] Medical Science Digest「CENP-Bによるセントロメアのエピジェネティクス制御への関わり」2017

    • 著者名/発表者名
      久郷和人、大竹興一郎、舛本寛
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニューサイエンス社

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公開日: 2018-12-17  

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