コンデンシンによる分裂期ヒト染色体構造の構築および制御機構の解明

凝缩蛋白阐明有丝分裂人类染色体结构的构建和控制机制

• 批准号: 15J10909
• 负责人: 坂田 豊典
• 金额: $ 1.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10909/
• 关键词: ChIP-seq; 染色体凝縮; コンデンシン; DNAトポイソメラーゼIIalpha; 単鎖DNA; R-loop

細胞分裂期における染色体凝縮は、複製された相同な姉妹染色分体を最終的に娘細胞へ正確に分配するために非常に重要である。分裂期染色体凝縮に機能する因子として、2種類のタンパク質複合体、コンデンシンI、II及び、DNAトポイソメラーゼIIalpha (TopIIa)が知られている。しかしながら、これらの因子が実際に分裂期染色体上でどのように機能することで、正確な染色体凝縮がなされるのかという点については多くの疑問が残されており、本研究はそのメカニズムの解明を目的とした。まず、コンデンシンI、II及びTopIIaの定量ChIP-seq解析を行い、これまでより定量的なコンデンシン及びTopIIaの結合プロファイルを得た。それらのデータ解析から、これらの因子は染色体碗部全域において、ある程度の割合で結合がみられ、さらに、転写活性の高い遺伝子の転写開始点 (TSS) 周辺ではこれらの因子はより強い結合を示すことが明らかとなった。以上の結果から、これらの因子は、(i) 染色体腕部領域全域における広い一定量の結合と、(ii) 転写活性の高い遺伝子のTSS周辺でのシャープな強い結合の２つの異なる結合タイプをもつことが考えられる。さらに、コンデンシンIIをKDした細胞における定量ChIP-seq解析から、染色体腕部全域でコンデンシンIの結合の減少がみられた一方で、コンデンシンIのKDではコンデンシンIIの結合にあまり変化はみられなかった。このことから、コンデンシンIIはコンデンシンIの正常な分裂期染色体への局在に必要であると考えられる。さらに、コンデンシンI、IIまたは両方をKDした細胞では、染色体腕部全域でTopIIaの結合が減少していた。これらの結果から、コンデンシン複合体はどちらもTopIIaの分裂期染色体上へのリクルートメントを促進していることが示唆された。

Cell division period に お け る chromosome condensation は, duplicate さ れ た same な and sisters chromatid を に niang cells eventually へ に right allocation す る た め に very important で に あ る. Function of split phase of chromosome condensation に す る factor と し て, 2 species の タ ン パ ク complex, コ ン デ ン シ ン I, II and び, DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ IIalpha (TopIIa) が know ら れ て い る. し か し な が ら, こ れ ら の factor が be interstate に split phase on chromosome で ど の よ う に function す る こ と で, correct な chromosome condensation が な さ れ る の か と い う point に つ い て は more く の doubt が residual さ れ て お り, this study は そ の メ カ ニ ズ ム の interpret を purpose と し た. ま ず, コ ン デ ン シ ン I, II and び TopIIa の quantitative analytical を い, ChIP - seq こ れ ま で よ り quantitative な コ ン デ ン シ ン and び TopIIa の combining プ ロ フ ァ イ ル を た. そ れ ら の デ ー タ parsing か ら, こ れ ら の factor は chromosome bowl of whole domain に お い て, あ る degree の cut close で combining が み ら れ, さ ら に, planning to write activity の high い heritage 伝 son の planning to write the starting point (TSS) weeks 辺 で は こ れ ら の factor は よ り strong い combining を shown す こ と が Ming ら か と な っ た. の above results か ら, こ れ ら の factor は, (I) chromosome wrist area whole domain に お け る hiroo い の combined with certain amount と, (ii) planning to write high active の い heritage 伝 son の TSS week 辺 で の シ ャ ー プ な strong い combining の 2 つ の different な る combining タ イ プ を も つ こ と が exam え ら れ る. さ ら に, コ ン デ ン シ ン II を KD し た cells に お け る ChIP - seq quantitative analytic か ら, chromosome wrist global で コ ン デ ン シ ン I の combining の reduce が み ら れ た で, コ ン デ ン シ ン I の KD で は コ ン デ ン シ ン II の combining に あ ま り variations change は み ら れ な か っ た. こ の こ と か ら, コ ン デ ン シ ン II は コ ン デ ン シ ン I の な split phase normal chromosome へ の bureau in に necessary で あ る と exam え ら れ る. さ ら に, コ ン デ ン シ ン I and II ま た は struck party を KD し た cells で は, chromosome wrist global で TopIIa の combining が reduce し て い た. こ れ ら の results か ら, コ ン デ ン シ ン complex は ど ち ら も TopIIa の split phase on chromosome へ の リ ク ル ー ト メ ン ト を promote し て い る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

DNAから染色体をつくるレシピ

用 DNA 制造染色体的配方

ChIP-seq analysis of condensin complex in cultured mammalian cells

培养哺乳动物细胞中凝缩蛋白复合物的 ChIP-seq 分析

• DOI: 10.1007/978-1-4939-6545-8_16
• 发表时间: 2017
• 期刊: Methods in Molecular Biology
• 作者: Sakata;T.;Shirahige;K.;Sutani;T.
• 通讯作者: T.

定量ChIP-seq解析により明らかとなったコンデンシン依存的なDNAトポイソメラーゼIIαのヒト分裂期染色体へのリクルートメント

定量 ChIP-seq 分析揭示了 DNA 拓扑异构酶 IIα 依赖于凝缩蛋白募集至人类有丝分裂染色体

• 发表时间: 2016
• 作者: Takashi Sutani;Toyonori Sakata;Ryuichiro Nakato;Koji Masuda;Mai Ishibashi;Daisuke Yamashita;Yutaka Suzuki;Tatsuya Hirano;Masashige Bando;Katsuhiko Shirahige;坂田豊典
• 通讯作者: 坂田豊典

Both condensin I and II promote recruitment of DNA topoisomerase II alpha to mitotic human chromosomes

凝缩蛋白 I 和 II 均促进 DNA 拓扑异构酶 II α 募集至有丝分裂的人类染色体

• 发表时间: 2016
• 作者: Takashi Sutani;Toyonori Sakata;Ryuichiro Nakato;Koji Masuda;Mai Ishibashi;Daisuke Yamashita;Yutaka Suzuki;Tatsuya Hirano;Masashige Bando;Katsuhiko Shirahige;坂田豊典;Toyonori Sakata
• 通讯作者: Toyonori Sakata

遺伝子の転写開始点におけるコンデンシンIとIIの局在の生理的意義の解明

阐明凝缩蛋白 I 和 II 定位在基因转录起始位点的生理意义

• 发表时间: 2015
• 作者: Takashi Sutani;Toyonori Sakata;Ryuichiro Nakato;Koji Masuda;Mai Ishibashi;Daisuke Yamashita;Yutaka Suzuki;Tatsuya Hirano;Masashige Bando;Katsuhiko Shirahige;坂田豊典;Toyonori Sakata;坂田豊典
• 通讯作者: 坂田豊典