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2020 年度 実績報告書

非ゲノム情報によって制御されるセントロメアの維持・形成機構

公募研究

研究領域多様かつ堅牢な細胞形質を支える非ゲノム情報複製機構
研究課題/領域番号 20H05389
研究機関大阪大学

研究代表者

深川 竜郎  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60321600)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードセントロメア / クロマチン / エピジェネティックス / ヒストン / CENP-A
研究実績の概要

生物が生命を維持するためには、染色体が安定に複製・分配される必要がある。真核生物における正確な染色体分配には、セントロメアと呼ばれる特殊領域が重要であり、セントロメアと紡錘体微小管との適切な結合が、正確な染色体分配に必須である。興味深いことに、多くの生物のセントロメアは、塩基配列による“ゲノム情報”では規定されずに、エピジェネティックな“非ゲノム情報”によって規定される。CENP-Aと呼ばれるセントロメアに特異的なヒストンがエピジェネティックな目印として働いていると考えられてはいるが、セントロメアを規定するための“非ゲノム情報”の実体については不明な点が多い。 本研究において、セントロメアが形成される際に必要な“非ゲノム情報”の実体の解明を目指す。具体的には、I) 配列に依存しないでセントロメアと相互作用するゲノム領域の特徴解明、II) ゲノム複製の前後で変化するセントロメアに特異的なクロマチン構造の実体解明を目指す。異なる領域にネオセントロメアを形成している株を数株用意して、3C-4C-seq解析ATAC-seq解析などのゲノム解析を行い、各ネオセントロメアと相互作用する領域の詳細なコンタクトマップをゲノムワイドで取得し、それをヒストン修飾のプロファイルなどと突き合わせて、細胞核内の3D配置の視点から抽出するとともに、今年度は、特に、セントロメアの規定に重要な働きを担うCENP-A取り込み機構の解明を行なった。その結果、CENP-AとそのシャペロンでHJURPの結合には、二つの結合モードがあること、またそのモードが、生物間で多様であることを証明できた。これは、クロマチン研究のみならず、進化研究として興味深い成果と言える。

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

計画した実験は、順調に進むとともに、計画に関連した複数の論文発表を行えているため。

今後の研究の推進方策

計画した実験を順調にこなしてゆく。ATAC-seq、 3C, 4C実験は、確実に行なっゆく予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] エジンバラ大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      エジンバラ大学
  • [国際共同研究] キューリ研究所(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      キューリ研究所
  • [国際共同研究] JNCASR(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      JNCASR
  • [国際共同研究] MIT(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      MIT
  • [雑誌論文] Bridgin connects the outer kinetochore to centromeric chromatin.2021

    • 著者名/発表者名
      Sridhar S, Hori T, Nakagawa R, Fukagawa T, Sanyal K.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 12 ページ: 146

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20161-9.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cryo-EM structure of the CENP-A nucleosome in complex with phosphorylated CENP-C.2021

    • 著者名/発表者名
      Ariyoshi M, Makino F, Watanabe R, Nakagawa R, Kato T, Namba K, Arimura Y, Fujita R, Kurumizaka H, Okumura EI, Hara M, Fukagawa T.
    • 雑誌名

      EMBO J.

      巻: 40 ページ: e105671.

    • DOI

      10.15252/embj.2020105671.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Kinetochore stretching-mediated rapid silencing of the spindle-assembly checkpoint required for failsafe chromosome segregation.2021

    • 著者名/発表者名
      Uchida KSK, Jo M, Nagasaka K, Takahashi M, Shindo N, Shibata K, Tanaka K, Masumoto H, Fukagawa T, Hirota T.
    • 雑誌名

      Curr. Biol.

      巻: online ページ: S0960-9822

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.01.062.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CENP-C Phosphorylation by CDK1 in vitro.2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe R, Hara M, Ariyoshi M, Fukagawa T.
    • 雑誌名

      Bio Protoc.

      巻: 11 ページ: e3879.

    • DOI

      10.21769/BioProtoc.3879.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Artificial generation of centromeres and kinetochores to understand their structure and function.2020

    • 著者名/発表者名
      Hori T, Fukagawa T.
    • 雑誌名

      Exp Cell Res.

      巻: 380 ページ: 111898

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2020.111898.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamics of kinetochore structure and its regulations during mitotic progression.2020

    • 著者名/発表者名
      Hara M, Fukagawa T.
    • 雑誌名

      Cell Mol Life Sci.

      巻: 77 ページ: 2981-2995.

    • DOI

      10.1007/s00018-020-03472-4.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CENP-50 is required for papilloma development in the two-stage skin carcinogenesis model.2020

    • 著者名/発表者名
      Saito M, Kagawa N, Okumura K, Munakata H, Isogai E, Fukagawa T, Wakabayashi Y.
    • 雑誌名

      Cancer Sci.

      巻: 111 ページ: 2850-2860.

    • DOI

      10.1111/cas.14533.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] H3K9me3 maintenance on a human artificial chromosome is required for segregation but not centromere epigenetic memory.2020

    • 著者名/発表者名
      Martins NMC, Cisneros-Soberanis F, Pesenti E, Kochanova NY, Shang WH, Hori T, Nagase T, Kimura H, Larionov V, Masumoto H, Fukagawa T, Earnshaw WC.
    • 雑誌名

      J Cell Sci.

      巻: 133 ページ: jcs242610.

    • DOI

      10.1242/jcs.242610.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A super-sensitive auxin-inducible degron system with an engineered auxin-TIR1 pair.2020

    • 著者名/発表者名
      Nishimura K, Yamada R, Hagihara S, Iwasaki R, Uchida N, Kamura T, Takahashi K, Torii KU, Fukagawa T.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 48 ページ: e108

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa748.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Essentiality of CENP-A Depends on Its Binding Mode to HJURP.2020

    • 著者名/発表者名
      Hori T, Cao J, Nishimura K, Ariyoshi M, Arimura Y, Kurumizaka H, Fukagawa T.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 33 ページ: 108388.

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.108388.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Dynamics on kinetochore assembly during cell cycle progression2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Fukagawa
    • 学会等名
      GRC on centromere Biology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] セントロメアおよび動原体の分子基盤の解明2020

    • 著者名/発表者名
      深川竜郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会
    • 招待講演
  • [学会発表] CENP-Aヌクレオソーム-CENP-Cタンパク質複合体の立体構造からみえてきた染色体分配を支えるキネトコア複合体の動的制御2020

    • 著者名/発表者名
      有吉眞理子、深川竜郎
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 染色体不安定およびゲノム再編成を防ぐ正確な動原体構造2020

    • 著者名/発表者名
      深川竜郎
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 招待講演
  • [学会発表] CENP-C creates a compact chromatin configuration within centromeres2020

    • 著者名/発表者名
      原 昌稔、有吉 眞理子、深川 竜郎
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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