2012 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of chromatin network involving centromere functional components
| Project Area | Functions of non-coding DNA region for genome integrity |
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| Project/Area Number |
23114008
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| Research Institution | Kazusa DNA Research Institute |
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Principal Investigator |
舛本 寛 公益財団法人かずさDNA研究所, ヒトゲノム研究部, 室長 (70229384)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 非コードDNA / セントロメア / ヒト人工染色体 / クロマチン / 反復DNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、多様なゲノムの機能が非コードDNAを介して如何に連係しながら維持・制御されているのか統合的に理解することを目標としている。本年度は人工染色体を用いて染色体の機能を構成的につくり出し、セントロメアと染色体諸機能との連係を統御するクロマチンネットワーク機構を解明することを目指して以下の研究を進めた。1.セントロメア機能構成因子の集合メカニズム：セントロメアタンパク質群の階層的集合メカニズムを明らかにするため、セントロメア機能集合のマーカーであるCENP-Aを指標にすることにより、この集合に関わる因子の解析を進めた。その結果、ヒストンアセチル化酵素（HAT）活性がMis18複合体とHJURPとの間の経路で新規CENP-A集合に関わっていることを明らかにした（Ohzeki et al，EMBOJ, 2012）。かずさcDNAライブラリーを利用して、多様なHATの中からtetR-Mis18複合体と相互作用し、セントロメアでの新規CENP-A集合に関わるHAT複合体を同定した。更に、この下流で働く因子群を多数明らかにした。また、ヒストンシャペロンのNAP1は、CENP-Bの非特異的DNA結合活性を低下させ、CENP-B box への特異的結合を増加させる機能があることを明らかにした（Tachiwana et al NAR,2013）。2. 構成的手法によるクロマチンネットワーク解析：人工染色体を解析手法に用いて、セントロメアと他の染色体諸機能との連係について研究を進めた。高田班と協力して、計画１.で同定された因子の中からセントロメア構造形成とDNA損傷修復の経路で共通に見つかる因子に注目し，両者の機能連係のネットワークについて研究を開始した。
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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
研究は当初からの計画通り順調に進展しており、その成果の一部は既にいくつかの論文の形にまとまって来ている（Bergman et al 2012、Ohzeki et al 2012, Tachiwana et al 2013，）。特に、Ohzeki et alの成果では，新たにHATの一つがMis18複合体とHJURPの間でCENP-Aクロマチンの集合に関わっている糸口を発見し,この反応から関連因子のネットワーク解明が進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本新学術領域研究の目標は、多様なゲノムの機能が非コードDNAを介して如何に連係しながら維持・制御されているのか統合的に理解することである。染色体分配機能に関わるセントロメアは、反復DNA領域に形成され、非コードDNAと染色体機能との連係機構に迫る絶好の標的である。しかし、必ずしもセントロメア構成因子が反復DNAに対して１：１の配列特異性のみで集合する訳ではない。このセントロメアの反復DNAにはヘテロクロマチンも集合し、セントロメア機能制御との関わりが指摘されており、さらにこの領域は染色体の維持制御ネットワークの主要センターとしても注目される。本研究では、人工染色体を用い染色体の様々な機能を構成的につくり出し、セントロメアとヘテロクロマチン、染色体諸機能との連係を統御するクロマチンネットワーク機構の解明を進め、高次生命現象の制御メカニズムの実体に迫る計画である。今後はマウスES細胞や多様な分化段階にある細胞も用いて研究を進める。
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[Journal Article] Esperanto for histones: CENP-A, not CenH3, is the centromeric histone H3 variant.2013
Author(s)
Earnshaw WC, Allshire RC, Black BE, Bloom K, Brinkley BR, Brown W, Cheeseman IM, Choo KHA, Masumoto H, Cleveland DW et al
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Journal Title
Chromosome Res.
Volume: 21(2)
Pages: 101-106
DOI
Peer Reviewed
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