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2022 年度 実績報告書

セントロメアモダリティの理解

公募研究

研究領域DNAの物性から理解するゲノムモダリティ
研究課題/領域番号 21H05752
研究機関大阪大学

研究代表者

深川 竜郎  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (60321600)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2023-03-31
キーワード動原体 / セントロメア / 染色体分配 / 細胞周期 / 構造変化 / タンパク質構造
研究実績の概要

動原体は、細胞分裂期に両極から伸びてきた紡錘体微小管と結合し、染色体分配において必須の働きを担う構造体である。動原体は、ゲノム上のセントロメアと呼ばれる領域に形成されるが、動原体が形成されるためには、セントロメアDNAが動原体タンパク質によって制御される独自の様式、すなわちセントロメアモダリティが必要である。セントロメアモダリティの理解のために、試験管内での動原体複合体を再構成することは非常に有効な方法であるが、単純な再構成と生化学的解析だけでは、不十分である。本研究では、細胞内でおこる動原体複合体の構造変化を明確にし、その構造変化のメカニズムを構造生物学・生化学的に明らかにすることを目的とした。さらに、その変化の細胞内での意義についても明らかにすることを目指した。特に2022年度は、動原体を構成するCENP-Aヌクレオソームに結合する動原体タンパク質の変化に注目して研究を行った。CENP-AヌクレオソームにはCENP-Cタンパク質が結合すると、これまで考えられてきたが、CENP-Cがリン酸化されるM期でのみCENP-AヌクレオソームとCENP-Cが結合し、間期では結合していないことが明らかになった。解析を続けた結果、KNL2というタンパク質が、CENP-Cに変わり、間期CENP-Aヌクレオソームと結合することが明らかになり、その構造をクライオEMで明らかにした。結合の詳細を明らかにし、この結合がなくなる変異体ニワトリ細胞を作成した結果、CENP-Aが不安定化して、染色体分配異常が起こることも明らかになった。さらに、M期では、KNL2がCENP-Aから離れる構造変化も明らかなった。これらの研究を通して、動原体構造変化の重要性が理解できた。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] MIT(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      MIT
  • [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] JNCASR(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      JNCASR
  • [雑誌論文] Transgenerational epigenetic control of constitutive heterochromatin, transposons, and centromeres2023

    • 著者名/発表者名
      Fukagawa T, Kakutani T
    • 雑誌名

      Curr Opin Genet Dev

      巻: 78 ページ: 102021

    • DOI

      10.1016/j.gde.2023.102021.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The cryo-EM structure of the CENP-A nucleosome in complex with ggKNL2.2023

    • 著者名/発表者名
      Jiang H, Ariyoshi M, Hori T, Watanabe R, Makino F, Namba K, Fukagawa T
    • 雑誌名

      EMBO J

      巻: 42 ページ: e111965

    • DOI

      10.15252/embj.2022111965.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolutionary analysis of a complete chicken genome2023

    • 著者名/発表者名
      Huang Z, Xu Z, Bai H, Huang Y, Kang N, Ding X, Liu J, Luo H, Yang C, Chen W, Guo Q, Xue L, Zhang X, Xu L, Chen M, Fu H, Chen Y, Yue Z, Fukagawa T, Liu S, Chang G, Xu L.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 120 ページ: e2216641120

    • DOI

      10.1073/pnas.2216641120.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Kinetochore Architecture Employs Diverse Linker Strategies Across Evolution2022

    • 著者名/発表者名
      Sridhar S, Fukagawa T
    • 雑誌名

      Front Cell Dev Biol

      巻: 10 ページ: 862637

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.862637.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] CENP-Iに依存するCENP-Aのセントロメアへの導入に関する解析2022

    • 著者名/発表者名
      曹 静暉、堀 哲也、深川 竜郎
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] エクスパンジョン顕微鏡により明らかとなったセントロメアーキネトコア構造2022

    • 著者名/発表者名
      平野 泰弘、鈴木 應志、平岡 泰 、 深川 竜郎
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 分裂酵母核膜タンパク質Bqt4の新規脂質結合領域の役割2022

    • 著者名/発表者名
      平野 泰弘 、佐藤 つきの、三浦 彩音、樺山 一哉 、深瀬 浩一 、深川 竜郎 、原口 徳子 、平岡 泰
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 分裂酵母セラミド合成酵素ホモログTlc4は小胞体-ゴルジ体間の移行を介して核膜恒常性を維持する2022

    • 著者名/発表者名
      平野 泰弘、大野 祐介、木原 章雄 、 深川 竜郎 、原口 徳子 、 平岡 泰
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] CENP-Cの自己多量体化はセントロメアクロマチンおよびキネトコアの形成に必須である2022

    • 著者名/発表者名
      原 昌稔 、有吉 眞理子 、佐野 智基 、野澤 竜介、 新海 創也、大浪 修一、Jansen Isabelle、 広田 亨、深川 竜郎
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] The cryo-EM structure of the CENP-A nucleosome in complex with ggKNL22022

    • 著者名/発表者名
      Honghui Jiang、Mariko Ariyoshi、Reito Watanabe、Fumiaki Makino、Keiichi Namba、Tatsuo Fukagawa
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] The molecular mechanism of the CENP-T-Mis12C interaction2022

    • 著者名/発表者名
      竹之下 憂祐、有吉 眞理子、原 昌稔、深川 竜郎
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 高等動物におけるCCANに依存したCENP-A導入の仕組み2022

    • 著者名/発表者名
      堀 哲也、曹 静暉、深川 竜郎
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Towards understanding the molecular mechanism of CENP-T complex recruitment and maintenance at the kinetochore2022

    • 著者名/発表者名
      Shreyas Sridhar、Reiko Nakagawa、Tatsuo Fukagawa
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] The CRISPR screening identifies genes which are genetically related to CENP-C2022

    • 著者名/発表者名
      Miao Jiahang、Hara Masatoshi、Heather R. Keys、Su Kuan-Chung、Iain M. Cheeseman、Tatsuo Fukagawa
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] The role of the N-terminal conserved region of human CENP-C during mitotic progression2022

    • 著者名/発表者名
      Kong Weixia、Masatoshi Hara、Yasuhiro Hirano、Tatsuo Fukagawa
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Cenp-cΔex2-4はDMBA/TPA多段階皮膚発がんモデルにおいて腫瘍形成を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      徳永 夕莉香、奥村 和弘、磯貝 恵理子、原 昌稔、深川 竜郎、若林 雄一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 動原体タンパク質に依存したセントロメアの位置情報の書き込みメカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      堀哲也、曹静暉、深川竜郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第95回大会
  • [学会発表] Assembly of CCAN to Establish a Functional Kinetochore in Vertebrate Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Fukagawa
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Centromere Biology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural dynamics of the kinetochore during the cell cycle progression2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Fukagawa
    • 学会等名
      EMBO Worshop on Dynamic Kinetochore
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic assembly of the kinetochore2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Fukagawa
    • 学会等名
      Chromosome Stability2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 染色体の担い手「動原体」は細胞周期で異なるタンパク質と結合していた

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/research_results/papers/detail/1058

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公開日: 2023-12-25  

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