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2014 年度 実績報告書

相同染色体対合に必要な非コードRNAが動的クロマチン構造と相互作用する仕組み

公募研究

研究領域動的クロマチン構造と機能
研究課題/領域番号 26116511
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 – 2016-03-31
キーワード染色体
研究実績の概要

最近の研究により、非コードRNAはヒトゲノムの4割を占める広汎な領域から転写されていることが分かっている。ほ乳類X染色体の不活性化や分裂酵母の相同染色体の対合において、非コードRNAが染色体上に蓄積する例が知られているが、このような染色体機能に直接関与する非コードRNAは、その存在自体まだ報告例が少なく、ほとんど解析されていない。私たちは、分裂酵母の減数分裂において、非コードRNA であるmeiRNAが染色体の特定の部位sme2遺伝子座に蓄積し、減数分裂に必須な相同染色体の対合に寄与することを発見した。しかし、その分子メカニズムについては不明のままである。本研究は、染色体上のsme2遺伝子座に蓄積したmeiRNAの結合タンパク質を同定し、その役割を理解することによって、クロマチン機能における非コードRNAの機能を明らかにすることを目的とする。そのために、分裂酵母で減数分裂期に発現するmeiRNAを足がかりとして、クロマチン機能におけるRNA分子の役割を明らかにする。
平成26年度は、まずmeiRNAが転写後に染色体に蓄積する仕組みを理解するために、meiRNAと相互作用するタンパク質複合体の網羅的検索を行った。まず、GFP融合タンパク質ライブラリを利用したmeiRNA共局在因子の網羅的的解析を行った。このために独自に作成したGFP融合ライブラリからmeiRNA様の核内にドットを作るものを検索しmeiRNAと共局在する因子を選別した。また、相同染色体の対合部位の網羅的な検索を行う目的で、ゲノムワイドに約100kbp間隔でlacOリピート配列を挿入した一群の細胞株を作成した。

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

GFP融合タンパク質ライブラリを利用したmeiRNA共局在因子の網羅的的解析により、meiRNAと共局在する因子を選別することができ、さらにこの中から相同染色体の対合に影響する因子を同定することができた。
また、ゲノムワイドに約100kbp間隔でlacOリピート配列を挿入した一群の細胞株を作成したことにより染色体の約130箇所を生細胞可視化できるようになった。これは本課題の目的だけでなく、染色体のダイナミクスを研究する様々な実験に活用できる有用な資源となる。
成果として、分裂酵母の細胞核ダイナミクスの解析に関して3編の論文 (Chikashige et al., 2014; Ruan et al., 2015; Ozaki et al., 2015) を出版し、イメージング技術について1編の論文(Asaakwa et al., 2014)を出版した。
これらのことから、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

GFP融合タンパク質ライブラリを利用したmeiRNA共局在因子の網羅的的解析を行った結果、meiRNAドットと共局在する因子を約10種類選別した。今後は、これらの候補遺伝子に対して、遺伝子破壊を行い、相同染色体の対合に影響を与えるものを検索する。減数分裂の進行に関わるRNA分子種の検索も行う。さらに、ゲノムワイドに約100kbp間隔でlacOリピート配列を挿入した一群の細胞株を活用し、体細胞分裂や減数分裂での染色体のダイナミクスを細胞で連続的に追跡する。
また高分解能でクロマチン構造を観察するために、超分解能顕微鏡法として、3D-SIM (3次元Structured Illumination Microscope)を用いて、分裂酵母の減数分裂期の染色体繊維をトレースし、ヒストン修飾の変異のクロマチン構造への影響を解析する。ついで、コヒーシンなど相同染色体の対合に関わるタンパク質の変異体でクロマチン繊維の構造をイメージングする。これらの変異株で染色体腕部・セントロメアおよびsme2遺伝子座における相同染色体の対合を観察し、相同染色体対合に必要なクロマチン構造形成を明らかにする。
核膜タンパク質や核膜孔複合体タンパク質がRNAとの相互作用や細胞核機能に与える影響についても解析する。これまでに核膜孔複合体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、障害が生じる分子レベルでのメカニズムをイメージングと分子遺伝学により解析する。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Meiotic nuclear movements in fission yeast are regulated by the transcription factor Mei4 downstream of a Cds1-dependent replication checkpoint pathway2015

    • 著者名/発表者名
      Ruan K, Yamamoto TG, Asakawa H, Chikashige Y, Masukata H, Haraguchi T,Hiraoka Y.
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 20 ページ: 160-172

    • DOI

      10.1111/gtc.12207

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fission Yeast Scp3 Potentially Maintains Microtubule Orientation through Bundling2015

    • 著者名/発表者名
      Ozaki K, Chikashige Y, Hiraoka Y, Matsumoto T.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 ページ: e0120109

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0120109

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A method of correlative light and electron microcopy for yeast cells2014

    • 著者名/発表者名
      Asakawa H, Hiraoka Y, Haraguchi T.
    • 雑誌名

      Micron

      巻: 61 ページ: 53-61

    • DOI

      10.1016/j.micron.2014.02.007

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chromosomes rein back the spindle pole body during horsetail movement in fission yeast meiosis2014

    • 著者名/発表者名
      Chikashige Y, Yamane M, Okamasa K, Mori C, Fukuta N, Matsuda A, Haraguchi T, Hiraoka Y.
    • 雑誌名

      Cell Struct Funct.

      巻: 39 ページ: 93-100

    • DOI

      10.1247/csf.14007

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Nup132 modulates monopolar spindle attachment through regulating outer kinetochore disassembly at meiotic prophase2014

    • 著者名/発表者名
      Yang H-J, Asakawa H, Haraguchi T, Hiraoka Y.
    • 学会等名
      第32回染色体ワークショップ・第13回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      安芸グランドホテル、広島県
    • 年月日
      2014-12-16
  • [学会発表] BAF による外来DNA のオートファジー回避2014

    • 著者名/発表者名
      小林 昇平, 荒神 尚子, 糀谷 知子, 小坂田 裕子, 森 知栄, 平岡 泰, 原口 徳子
    • 学会等名
      第32回染色体ワークショップ・第13回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      安芸グランドホテル、広島県
    • 年月日
      2014-12-16
  • [学会発表] 分裂酵母の核膜孔複合体蛋白質Nup131, Nup132の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      淺川東彦, Hui-ju Yang, 大槻千鶴, 糀谷知子, 森知栄, 小坂田裕子, 長尾恒治, 小布施力史, 平岡泰, 原口徳子
    • 学会等名
      第32回染色体ワークショップ・第13回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      安芸グランドホテル、広島県
    • 年月日
      2014-12-16
  • [学会発表] A role for chromosomal RNA bodies in fission yeast meiosis2014

    • 著者名/発表者名
      丁 大橋、原口 徳子、平岡 泰
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 年月日
      2014-11-27
  • [学会発表] 分裂酵母減数分裂期前期染色体構造の解析2014

    • 著者名/発表者名
      丁 大橋、松田 厚志、原口 徳子、平岡 泰
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 年月日
      2014-11-26
  • [学会発表] 繊毛虫の大核と小核を分ける核膜孔複合体の構造と機能2014

    • 著者名/発表者名
      岩本 政明、荒神 尚子、小坂田 裕子、森 知栄、平岡 泰、原口 徳子
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 年月日
      2014-11-25
  • [学会発表] 細胞内導入人工ビーズで明らかになったクロマチン-核膜タンパク質相互作用の役割2014

    • 著者名/発表者名
      原口 徳子, 小林 昇平, 荒神 尚子, 小坂田 裕子, 糀谷 知子, 森 知栄, 平岡 泰
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都府
    • 年月日
      2014-10-18
  • [学会発表] 核膜形成における核膜タンパク質とクロマチンの動的相互作用の役割2014

    • 著者名/発表者名
      原口 徳子, 小林 昇平, 荒神 尚子, 小坂田 裕子, 糀谷 知子, 森 知栄, 平岡 泰
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • 年月日
      2014-09-26
  • [学会発表] 塩濃度変化に対する天然クロマチンファイバーの高次構造変化の直接観察2014

    • 著者名/発表者名
      小穴 英廣, 西川 香里, 松原 央達, 山本 歩, 山本 孝治, 原口 徳子, 平岡 泰, 鷲津 正夫
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • 年月日
      2014-09-26
  • [学会発表] テトラヒメナのヒストン修飾の観察2014

    • 著者名/発表者名
      丸山顕史、岩本政明、平岡泰、原口徳子
    • 学会等名
      第6回光塾
    • 発表場所
      未来ICT研究所、兵庫県
    • 年月日
      2014-09-06
  • [学会発表] BAFによる外来物質のオートファジー回避2014

    • 著者名/発表者名
      小林昇平、荒神尚子、糀谷知子、小坂田裕子、森 知栄、平岡 泰、原口徳子
    • 学会等名
      第6回光塾
    • 発表場所
      未来ICT研究所、兵庫県
    • 年月日
      2014-09-06
  • [学会発表] The detailed localization of meiotic cohesin subunits, REC8 and RAD21L, in mouse spermatocytes2014

    • 著者名/発表者名
      Mei R, Matsuda A, Hiraoka Y, Lee J.
    • 学会等名
      World Congress of Reproductive Biology 2014
    • 発表場所
      Edinburgh, Scotland
    • 年月日
      2014-09-04
  • [学会発表] 3D imaging2014

    • 著者名/発表者名
      平岡泰
    • 学会等名
      第23回細胞生物学ワークショップ
    • 発表場所
      未来ICT研究所、兵庫県
    • 年月日
      2014-08-05
  • [学会発表] 蛍光顕微鏡の基礎2014

    • 著者名/発表者名
      平岡泰
    • 学会等名
      第23回細胞生物学ワークショップ
    • 発表場所
      未来ICT研究所、兵庫県
    • 年月日
      2014-08-04
  • [学会発表] 相同染色体対合に必要な非コードRNAが動的クロマチン構造と相互作用する仕組み2014

    • 著者名/発表者名
      平岡泰
    • 学会等名
      新学術領域「動的クロマチン構造と機能」第2回班会議
    • 発表場所
      十勝サホロリゾート、北海道
    • 年月日
      2014-07-04
  • [学会発表] 繊毛虫テトラヒメナの核膜孔複合体:その構造の進化的な共通性と特殊性2014

    • 著者名/発表者名
      岩本政明, 小坂田裕子, 森知栄, 福田康弘, 長尾恒治, 小布施力史, 平岡泰, 原口徳子
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県
    • 年月日
      2014-06-12
  • [学会発表] 蛍光顕微鏡下におけるクロマチンファイバーの単離および高次構造制御2014

    • 著者名/発表者名
      小穴英廣, 西川香里, 松原央達, 山本歩, 山本孝治, 原口徳子, 平岡泰, 鷲津正夫
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県
    • 年月日
      2014-06-12
  • [学会発表] 微小核の形成・維持の仕組みの解析から明らかになった核膜の役割2014

    • 著者名/発表者名
      原口徳子, 荒神尚子, 小坂田裕子, 糀谷知子, 小林昇平, 舛本寛, 平岡泰
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県
    • 年月日
      2014-06-11
    • 招待講演
  • [学会発表] BAF依存的な膜集合による外来DNAのオートファジー回避2014

    • 著者名/発表者名
      小林昇平, 荒神尚子, 糀谷知子, 小坂田裕子, 森知栄, 平岡泰, 原口徳子
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県
    • 年月日
      2014-06-11
  • [学会発表] 分裂酵母における核膜孔複合体の構成と機能2014

    • 著者名/発表者名
      淺川東彦, Yang H-J, 山本孝治, 大槻千鶴, 近重裕次, 十川久美子, 徳永万喜洋, 岩本政明, 平岡泰, 原口徳子
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県
    • 年月日
      2014-06-11
  • [学会発表] Meiotic progression is impaired in a nuclear envelope tethered-Rpnll mutant2014

    • 著者名/発表者名
      Yang H-J ,Asakawa H,Ohtsuki C,Hiraoka Y.
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県
    • 年月日
      2014-06-11
  • [学会発表] Fine structures of meiosis-specific chromosome and homologous chromosome pairing in S. pombe2014

    • 著者名/発表者名
      Ding D-Q, Matusda A, Haraguchi T, Hiraoka Y.
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences Meiosis From Meiotic Entry to Gamete Production
    • 発表場所
      New London, USA
    • 年月日
      2014-06-02
  • [学会発表] A role for chromosomal RNA bodies as an epigenetic mark2014

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka Y.
    • 学会等名
      IIAS Research Conference 2014 “Chromatin Decording”
    • 発表場所
      International Institute for Advanced Studies, Kyoto, Japan.
    • 年月日
      2014-05-14
    • 招待講演
  • [備考] Hiraoka Laboratory

    • URL

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

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公開日: 2016-06-01  

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