2016 Fiscal Year Annual Research Report
Chromosome 4D structure in cells acquiring chromosomal instability
| Project Area | Chromosome Orchestration System |
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| Project/Area Number |
15H05977
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| Research Institution | Japanese Foundation for Cancer Research |
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Principal Investigator |
広田 亨 公益財団法人がん研究会, がん研究所 実験病理部, 部長 (50421368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 浩二郎 大阪大学, 生命機能研究科, 特任准教授(常勤) (40360276)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 染色体構造 / 染色体不安定性 / 染色体動態 / 細胞分裂 / 動原体 / がん / 染色体ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
染色体不安定性は、Ｍ期における染色体分配の失敗に伴って生じると考えられてきたが、その病理機構は不明であった。本研究では、がん細胞が陥っている染色体不安定性の背景について、染色体オーケストレーションの観点よりそれがどのような病理的変化によって起こっているのかを解明することを目的としている。平成２８年度は、以下の成果が得られた。
１）昨年度に作成したヒト細胞における染色体不安定性誘導系において、段階的に細胞周期の制御機構の破壊を進めたときの染色体動態を観察した。動原体・微小管の結合、微小管動態、染色体・セントロメアの立体構築、といった「染色体動態制御システム」にどのような異常を生じるかを検討したところ、動原体と微小管の結合エラー、正常な微小管動態を支えるチューブリンの重合脱重合の低下、染色体の構築異常に起因すると思われるラギング染色体及びDNAブリッジが多く発生していることを見出した。ラギング染色体が出現する背景には、セントロメアの立体構築が破壊されていることが考えられるため、その可能性を詳細に調べるために、CRISPR系を用いたイメージング法の開発を進めた。また微小管動態に関連して中期後期移行期のＭ期チェックポイント制御異常を伴うことを見出したのでこれとDNAブリッジの発生との関連性を調べている。
２）染色体数の増減後の急性期における、染色体構造の変化を解析するために、分裂酵母において任意の染色体の異数性を誘導するin vivoアッセイを改良した。具体的には、条件的に発現する部位特異的組換え酵素への核内移行シグナル付加によるDNA組換え効率の向上と、パーコール密度勾配遠心による異数性細胞の培養液からの濃縮を行った。さらに、動原体因子Cnp20の染色体標的化による人為的動原体形成誘導の条件検討を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、染色体構成分子群の動態についての生化学的、顕微鏡的な情報と、ゲノム学的な情報とを組み合わせることによって染色体の構造を多層的に解析し、染色体オーケストレーションシステムの病理的変化の解明を目指している。昨年度までの解析で、がん細胞には、動原体・微小管の結合、微小管動態、染色体・セントロメアの構築に異常があることが判明し、これらの異常からラギング染色体やDNAブリッジといった染色体不安定性を示唆する表現型が見られることが見出された。
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| Strategy for Future Research Activity |
がん細胞で異常があることが判明した染色体動態制御システム、即ち、動原体・微小管の結合、微小管動態、染色体・セントロメアの立体構築についての研究を進める。染色体の構築を追究するためには、従来の方法では限界があるので、新たな解析方法を開発する必要があるのでそれを計画した。動原体・微小管の結合、微小管動態に関連した細胞表現型については、これまでに開発した分子イメージング、活性プローブ等を活用し、中期から後期をすすめるシステムの異常を明らかにする。また、染色体ストレスの解析を進めるために、昨年までに作成したセントロメア除去実験系をもとに、均一な細胞集団を取得するための改良を加えて、実験ノイズの低減を試みる。
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Research Products
(23 results)
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[Journal Article] The intron in centromeric noncoding RNA facilitates RNAi-mediated formation of heterochromatin.2017
Author(s)
Mutazono, M., Morita, M., Tsukahara, C., Chinen, M., Nishioka, S., Yumikake, T., Dohke, K., Sakamoto, M., Ideue, T., Wakayama, J.I., Ishii, K., Tani, T.
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Journal Title
PLoS Genetics
Volume: 13
Pages: e1006606
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] HP1-assisted Aurora B kinase activity prevents chromosome segregation errors.2016
Author(s)
Abe, Y., Sako, K., Takagaki, K., Hirayama, Y., Uchida, KSK., Herman, J., DeLuca, JG., and Hirota, T.
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Journal Title
Developmental Cell
Volume: 36
Pages: 487-497
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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