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2011 年度 実績報告書

非コードRNAに制御されるヘテロクロマチン形成場の解析

公募研究

研究領域遺伝情報収納・発現・継承の時空間場
研究課題/領域番号 23114701
研究機関北海道大学

研究代表者

村上 洋太  北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (20260622)

キーワードヘテロクロマチン / 転写 / 非コードRNA / RNAポリメラーゼII / 分裂酵母
研究概要

分裂酵母のRNAi依存性ヘテロクロマチンはヘテロクロマチン領域内で転写されるnon-coding RNA (ncRNA)が引き金となるRNAi機構によって形成される。このRNAi依存的ヘテロクロマチン機構においてはncRNAが転写ごクロマチン上に残ることが予想されているが、その証明はなくメカニズムもさだかでない。このncRNAのクロマチン局在をヒストンを標的にしたRNA免疫沈降法により解析したことろ、たしかにncRNAがクロマチンに結合していることが明らかとなった。さらに、ncRNAは鋳型DNAとDNA-RNAハイブリッドを形成することによりクロマチンに結合し、RNAi因子の足場となることを示した。これは今まで予想されていない新規のメカニズムである。一方、分裂酵母のヘテロクロマチン変異株のスクリーニングをおこない、そのうちのひとつが新規のヘテロクロマチン因子をコードすることを見いだしDsh1と名付けた。Dsh1はncRNAからsiRNAを合成する際、反応の増幅因子として働くRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRP)とそれにより合成された二本鎖RNAからsiRNAを合成するDicerと相互作用し双方の反応を共役させていることがあきらかとなった。またDsh1はヘテロクロマチンに結合することから、RNAi因子によるsiRNA合成反応をクロマチン上で効率良くおこなわせる、ある種のオーガナイザーとして機能するものと考えられる。このような因子の存在は今までになく、今後のヘテロクロマチン形成の全体像を理解する上で新たな視点をあたえる物である。

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

DNA-RNAハイブリッド形成の重要性をあきらかにでき、論文として発表することができた。またDsh1についてはRNAi反応系のどの段階で機能するかを明確に示すことができた。

今後の研究の推進方策

DNA-RNAハイブリッドの形成機構の詳細を明らかにする。またDsh1にかんしては膜貫通ドメイン様の構造をもち核膜内側に局在することから核膜近傍でsiRNA合成場を形成する因子ではないかと考えている。この仮説の検証をおこなう。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] DNA-RNA hybrid formation mediates RNAi-directed heterochromatin formation2012

    • 著者名/発表者名
      Nakama, M., Kawakami, K., Kajitaini, T., Urano, T., Murakami, Y
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 17 ページ: 218-233

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2012.01583.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterochromatin protein 1 homologue Swi6 acts in concert with Ersl to regulate RNAi-directed heterochromatin assembly2012

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, A., Ishida, M., Kawaguchi, R., Urano, T., Murakami, Y., Nakayama, J-I.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA

      巻: (印刷中)

    • DOI

      10.1073/pnas.1116972109

    • 査読あり
  • [学会発表] 分裂酵母新規蛋白質Dshlは核膜近傍にsiRNA合成場を形成する2012

    • 著者名/発表者名
      川上慶、林亜紀、中山潤一、小布施力史、村上洋太
    • 学会等名
      第29回染色体ワークショップ
    • 発表場所
      ホテルニュー水戸屋(仙台市)
    • 年月日
      2012-01-26
  • [学会発表] Transcriptional Machinery including RNA polymerase II regulates transcriptional and post-transcriptional gene silencing at heterochromatin2011

    • 著者名/発表者名
      村上洋太、高畑信也、梶谷卓也、鈴木詔大、千田香織、森美由紀
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会シンポジウム「Mobile elements and its biological functions」
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-16
  • [学会発表] Phosphorylations of RNAPII-CTD have two essential roles for centromeric silencing2011

    • 著者名/発表者名
      Kajitani, T., Hermand, D., Ishii, K., Kimura, H., Murakami, Y.
    • 学会等名
      Cell : Symposium : Epigenetics and the Inheritance of Acquired States
    • 発表場所
      The Westin Boston Waterfront (USA)
    • 年月日
      2011-10-31
  • [学会発表] RNAPII-CTDのリン酸化はセントロメアの遺伝子発現抑制に必須の二つの機能をもつ2011

    • 著者名/発表者名
      梶谷卓也、Damien Hermand, 石井浩二郎、木村宏、村上洋太
    • 学会等名
      第10回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      北広島クラッセホテル(北広島市)
    • 年月日
      2011-10-27
  • [学会発表] 分裂酵母新規蛋白質Dshlは核膜近傍にsiRNA合成場を形成する2011

    • 著者名/発表者名
      川上慶、林亜紀、中山潤一、小布施力史、村上洋太
    • 学会等名
      第10回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      北広島クラッセホテル(北広島市)
    • 年月日
      2011-10-27
  • [学会発表] yeast2011

    • 著者名/発表者名
      村上洋太
    • 学会等名
      第63回日本細胞生物学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-06-27

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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