ヒト細胞の遺伝子のノックアウトの高効率化への挑戦的研究

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21657042
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 関 政幸 Tohoku University, 大学院・薬学研究科, 准教授 (70202140)
• Keywords: クロマチン / ヒストン / 相同組換え / DNA修復 / Swr1 / ヒストンバリアントH2A.Z / 出芽酵母 / CAF-1

Research Abstract

本年度の実績を下記に箇条書きする。
(1)ヒストンのGLAMP解析;ヌクレオソームはふたつのヒストンH2A-H2B二量体とひとつのヒストン(H3-H4)_2四量体からなるヒストン八量体にDNAが巻き付いた構造をとる。ヌクレオソーム構造は様々なDNA介在反応中に解体され、また再生する。その機構をヒストン-ヒストン分子間、ヒストン-DNA間の相互作用の変化の総体と捉え、このような相互作用領域に存在するヒストンのアミノ酸を個々にアラニンに置換した酵母の点突然変異株ライブラリー119株を樹立した。またヌクレオソームの表面に変異を入れた320株を合わせ、合計339株を解析し、90株のMMS感受性点変異株を同定した(Genes Cells 14,1271-1330,2009)。酵母とヒトのヒストンは90%の相同性があること、これまで解析された相同組換え酵素の欠損はMMS感受性を示すことから、本研究より酵母からヒトまで保存された相同組換え反応におけるヌクレオソーム構造変換機構の共通基盤の解明が期待される。
(2)CAF-1とSgs1の欠損は著しい組換えの亢進を導く;H3-K56のアセチル化(H3-K56-Ac)に依存した姉妹染色分体間の組換え(SCR)を解析中に、DNAヘリカーゼSgs1の欠損あるいはヒストンシャペロンCAF-1の欠損により、それぞれSCRが野生株に比べて亢進することを見いだした。さらにCAF-1とSgs1の同時欠損酵母細胞ではSCRが相乗的に頻発した。これは、ヒト細胞でCAF-1とSgs1の相同遺伝子を同時に低下させることで、ヒト細胞に高効率のノックアウトを実現できる可能性を示す。次年度は、その実証に向けた研究を展開する。

Research Products

• [Journal Article] Global analysis of mutual interaction surfaces of nucleosomes with comprehensive point mutants (2009)
  • Author(s): Sakamoto, M., Noguchi, S., Kawashima, S., Okada, Y., Enomoto, T., Seki, M., Horikoshi, M.
  • Journal Title: Genes Cells 14 Pages: 1271-1330
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Physical and functional interaction between WRNIP1 and RAD18. (2009)
  • Author(s): Yoshimura, A., Seki, M., Kanamori, M., Tateishi, S., Tsurimoto, T., Tada, S., Enomoto, T.
  • Journal Title: Genes Genet.System 84 Pages: 171-178
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accumulation of sumoylated Rad52 in checkpoint mutants perturbed in DNA replication. (2009)
  • Author(s): Ohuchi, T., Seki, M., Kugou, K., Tada, S., Ohta, K., Enomoto, T.
  • Journal Title: DNA Repair 8 Pages: 690-696
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation and characterization of cells that can be conditionally depleted of mitochondrial SOD2. (2009)
  • Author(s): Takada, S., Inoue, E., Tano, K., Yoshii, H., Abe, T., Yoshimura, A., Akita, M., Tada, S., Watanabe, M., Seki, M., Enomoto, T.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 379 Pages: 233-238
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Repression of nascent strand elongation by deregulated Cdtl during DNA replication in Xenopus egg extracts. (2009)
  • Author(s): Tsuyama, T., Watanabe, S., Aoki, A., Cho, Y., Seki, M., Enomoto, T., Tada, S.
  • Journal Title: Mol.Biol.Cell 20 Pages: 937-947
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Acetylation of histone H3-K56 regulates homologous recombination (2009)
  • Author(s): 遠藤博人、関政幸、川嶋聡、佐藤塁、榎本武美、堀越正美
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] A mutant protein of histone chaperone CIA/Asf1 defective in disrupting histone(H3-H4)_2 tetramer accelerates rate of DNA replication (2009)
  • Author(s): 大隅達也、石川勝幸、多田周右、夏目亮、Lena R.Kundu、野崎直仁、千田俊哉、榎本武美、堀越正美、関政幸
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] Analysis of DNA replication repression by excess Cdt1 (2009)
  • Author(s): 牛田磨理、津山崇、渡辺沙里、青木彩子、関政幸、榎本武美、多田周右
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Nuclear superoxide may trigger spontaneous sister chromatid exchanges(招待講演) (2009)
  • Author(s): Eri Inoue, Keizo Tano, Hanako Yoshii, Syunya Takada, Akari Yoshimura, Nawata Hisakatsu, Jun Nakamura, 多田周右, Masami Watanabe, 関政幸, 榎本武美
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] 親鎖ヌクレオソーム中のヒストン成分の娘鎖への分配機構解明に向けて(招待講演) (2009)
  • Author(s): 石川勝幸、大隅達也、阿部拓也、夏目亮、多田周右、千田俊哉、榎本武美、堀越正美、関政幸
  • Organizer: 第48回日本薬学会東北支部大会
  • Place of Presentation: ポートアイランド(神戸)
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] DNA複製に必須なCdc45の新規機能の解析 (2009)
  • Author(s): 大隅達也、石川勝幸、多田周右、榎本武美、堀越正美、関政幸
  • Organizer: 第48回日本薬学会東北支部大会
  • Place of Presentation: 東北薬科大学(仙台)
  • Year and Date: 2009-10-18
• [Presentation] 染色体分配におけるヒストンの機能的役割とクロマチン制御機構の解析 (2009)
  • Author(s): 川嶋聡、佐野徳彦、松原和子、榎本武美、田中耕三、関政幸、堀越正美
  • Organizer: 第6回 東北大学バイオサイエンスシンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(仙台)
  • Year and Date: 2009-06-16