Regulation of Enhanceosome by Cohesin

粘连蛋白对增强体的调节

基本信息

批准号：
20H05686
负责人：
白髭克彦
金额：
$ 126.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-08-31 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

令和4年度は、以下の実績を挙げた。昨年までの解析で、コヒーシンローダーはN末のみの振る舞いを見た場合、その転写の現場へのリクルートはアクティベーターとメディエーターに100%依存していることが判明した。今年度は転写装置としてのコヒーシンローダーの役割が何であるのか、特に転写伸長反応の装置に焦点を当ててin vivoとvitroで解析した。１．In vitro再構成系では、コヒーシンローダーの欠損がリモデリング因子SPT6および、転写伸長因子CDK12の脱落を引き起こすこと、逆にSPT6の欠損がコヒーシンローダーの結合を抑制することを見出した。さらに、コヒーシンはCDK9複合体とNTP存在下では相互作用するが、フラボピリドール存在下では相互作用しないことが判明した。２．In vivoの解析系では主としてコヒーシンをオーキシンデグロンにより枯渇化し、その影響をゲノムワイドに検証している。特に転写伸長因子に限って解析した結果、PI(Pausing Indexの減少が顕著に認められることが明らかとなった。また、一部の因子についてプロモーターにおける結合量は変わらないものの、Gene Bodyにおいて結合の減少が見られる伸長因子がコヒーシン枯渇化条件下で明らかとなった。３．これらの実験と並行して、転写産物の構造の解析（total RNA-seq）をコヒーシン、コヒーシンローダーの枯渇化（デグロンによる）でおこなった。その結果、コヒーシンローダーの枯渇下においては遺伝子の5'および3'側両端にマップされるリード数が上昇すること、また、発現のゆらぎ（標準偏差）が上昇する傾向にあることが判明した。カロリンスカ研究所のCarsten Dauv教授とエンハンサー機能についての数理モデルの検討、同研究所のCamilla Bjorkegren博士とコヒーシンの転写に与える影響の解析を網羅的かつ系統的に行うべく、研究員2 名を長期に派遣し、共同研究を推進している。

2020财年，我们取得了以下成果。截至去年的分析表明，仅观察 N 末端的行为时，转录位点的粘连蛋白装载机招募 100% 依赖于激活剂和介体。今年，我们在体内和体外分析了粘连蛋白装载机作为转录装置的作用，特别关注转录延伸反应装置。 1.在体外重建系统中，我们发现粘连蛋白装载机的丢失导致重塑因子SPT6和转录延伸因子CDK12的丢失，相反，SPT6的丢失抑制了粘连蛋白装载机的结合。此外，我们发现粘连蛋白在 NTP 存在的情况下与 CDK9 复合物相互作用，但在黄酮吡多存在的情况下则不相互作用。 2.在体内分析系统中，粘连蛋白主要被生长素降解决定子耗尽，其作用在全基因组范围内得到验证。特别是对转录延伸因子的分析显示，PI（暂停指数）显着下降。此外，虽然某些因子在启动子处的结合量没有变化，但在基因体中的某些因子的结合量却保持不变。 3. 与这些实验平行，揭示了在粘连蛋白耗尽的条件下伸长因子降低。3． RNA-seq）是在粘连蛋白和粘连蛋白装载机耗尽（通过 degron）的情况下进行的。结果，在粘连蛋白装载机耗尽的情况下，映射到基因 5' 和 3' 末端的读数数量增加。表达量（标准差）趋于增加。与卡罗林斯卡学院的Carsten Dauv教授和该学院的Camilla教授一起研究了增强子功能的数学模型。长期派出两名研究人员与Bjorkegren博士开展联合研究，以全面、系统地分析cohesin对转录的影响。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cohesin-dependent chromosome loop extrusion is limited by transcription and stalled replication forks.

DOI：
10.1126/sciadv.abn7063
发表时间：
2022-06-10
期刊：
Science advances
影响因子：
13.6
作者：
通讯作者：

Large-scale multi-omics analysis suggests specific roles for intragenic cohesin in transcriptional regulation.

DOI：
10.1038/s41467-022-30792-9
发表时间：
2022-06-09
期刊：
NATURE COMMUNICATIONS
影响因子：
16.6
作者：
Wang, Jiankang;Bando, Masashige;Shirahige, Katsuhiko;Nakato, Ryuichiro
通讯作者：
Nakato, Ryuichiro

カロリンスカ研究所(スウェーデン)

卡罗林斯卡学院（瑞典）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Checkpoint-mediated DNA polymerase ε exonuclease activity curbing counteracts resection-driven fork collapse.

DOI：
10.1016/j.molcel.2021.04.006
发表时间：
2021-07-01
期刊：
Molecular cell
影响因子：
16
作者：
Pellicanò G;Al Mamun M;Jurado-Santiago D;Villa-Hernández S;Yin X;Giannattasio M;Lanz MC;Smolka MB;Yeeles J;Shirahige K;García-Díaz M;Bermejo R
通讯作者：
Bermejo R

Transcription-dependent cohesin repositioning rewires chromatin loops in cellular senescence.

DOI：
10.1038/s41467-020-19878-4
发表时间：
2020-11-27
期刊：
Nature communications
影响因子：
16.6
作者：
Olan I;Parry AJ;Schoenfelder S;Narita M;Ito Y;Chan ASL;Slater GSC;Bihary D;Bando M;Shirahige K;Kimura H;Samarajiwa SA;Fraser P;Narita M
通讯作者：
Narita M