細胞核内のアクチン・ミオシンファミリー間の協調によるクロマチン動態制御解析

通过细胞核中肌动蛋白和肌球蛋白家族之间的合作分析染色质动力学的调节

基本信息

批准号：
10J05962
负责人：
北村大志
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

遺伝子発現を後天的に制御するために、核内ではクロマチンの空間配置や動態が制御されている。これらの機構は細胞の発生や癌化などと関連性があることが示唆されておりその重要性が明らかになってきたが、分子機構はほとんど不明で詳細な分子メカニズムの解明が期待されている。代表者はアクチンファミリーのArp6とミオシンファミリーのNM1が協調してこのメカニズムに関与していると考え、研究を開始した。Arp6KOやノックダウンでNM1の局在に大きな変化は観察されなかったので、次に、Arp6とNM1の結合の変化を解析した。まずRNA Polymerase I(PolI)の転写を抗がん剤であるactinomycin Dによって停止させるとArp6とNM1の結合が減少することが示された。また、rDNAの転写抑制がおこるグルコース飢餓状態でも同様に結合が減少することが示唆された。rDNAの転写抑制時にArp6とNM1が核小体から抜けていることを考えると、rDNAの転写が抑制されるとArp6とNM1は解離し、核小体から消失するというモデルが考えられる。これまでの報告からNMIのATPase活性がPolIの転写活性を正に制御していることが見出されている(Ye J et al., 2008)。そこでATPを加えた状態でArp6とNM1の結合変化を観察すると、Arp6はATPの存在下では、NM1から解離することがわかった。従来、ミオシンファミリーのタンパク質は、それ自身が持つATPase活性によりエネルギーを得てモータータンパク質としてアクチン繊維と相互作用しながら機能している。このような背景と本研究により得られた結果より、Arp6がNM1のATPase活性を制御してrDNAの転写を調節していると考えられた。これまで核内のNMIがどのように制御されているかは、不明であったが本研究により、Arp6によるNM1の機能制御機構モデルを示せたことで有意義な結果を得られた。

为了获得性地控制基因表达，染色质的空间排列和动态在细胞核内受到控制。有人认为这些机制与细胞发育和癌变有关，并且它们的重要性已变得清楚；然而，其分子机制很大程度上是未知的，并且期望阐明详细的分子机制。该代表以肌动蛋白家族成员Arp6和肌球蛋白家族成员NM1以协调方式参与这一机制的想法开始了他的研究。由于 Arp6KO 或敲低未观察到 NM1 定位的重大变化，因此我们接下来分析了 Arp6 和 NM1 之间结合的变化。首先，研究表明，当抗癌药物放线菌素 D 停止 RNA 聚合酶 I (PolI) 的转录时，Arp6 和 NM1 之间的结合就会减少。此外，有人指出，在葡萄糖饥饿条件下，rDNA 转录受到抑制，这种结合也会类似地减少。考虑到当rDNA转录被抑制时Arp6和NM1从核仁中去除，可以考虑当rDNA转录被抑制时Arp6和NM1从核仁解离并消失的模型。之前的报道表明，NMI 的 ATPase 活性正向调节 PolI 的转录活性（Ye J et al., 2008）。当我们观察在 ATP 存在下 Arp6 和 NM1 之间的结合变化时，我们发现在 ATP 存在下 Arp6 与 NM1 解离。传统上，肌球蛋白家族蛋白通过其自身的 ATP 酶活性获取能量，并在与肌动蛋白纤维相互作用时充当运动蛋白。基于这一背景和本研究获得的结果，认为Arp6控制NM1的ATPase活性来调节rDNA转录。迄今为止，尚不清楚细胞核中的 NMI 是如何控制的，但本研究通过展示 Arp6 对 NM1 功能控制机制的模型，取得了有意义的结果。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ヒトhArp5およびhArp8遺伝子ノックアウト細胞を用いたIN080クロマチンリモデリング複合体の機能解析

使用人 hArp5 和 hArp8 基因敲除细胞对 IN080 染色质重塑复合物进行功能分析

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
高橋裕一朗;松田涼;北村大志;加茂真理子;西嶋仁;柴原慶一; 原田昌彦
通讯作者：
原田昌彦

Identification and characterization of the two isoforms of the vertebrate H2A.Z histone variant

脊椎动物 H2A.Z 组蛋白变体的两种亚型的鉴定和表征

DOI：
10.1093/nar/gkq171
发表时间：
2010-03-18
期刊：
Nucleic Acids Research
影响因子：
14.9
作者：
R. Matsuda;T. Hori;H. Kitamura;K. Takeuchi;T. Fukagawa;M. Harata
通讯作者：
M. Harata

The actin family member Arp6 and the histone variant H2A.Z are required for spatial positioning of chromatin in chicken cell nuclei

肌动蛋白家族成员 Arp6 和组蛋白变体 H2A.Z 是鸡细胞核染色质空间定位所必需的

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
*Maruyama E.; *Hori T.; Tanabe H.; Kitamura H.; Matsuda R.; Tone S.; Pavel H.; Habermann FA.; Hase JV; Cremer C.; Fukagawa T; Harata (*equal first authors)
通讯作者：
Harata (*equal first authors)

脊椎動物細胞核内のクロマチン空間配置におけるアクチン関連タンパク質Arp6の寄与とその分子機構の解析

肌动蛋白相关蛋白Arp6对脊椎动物细胞核染色质空间排列的贡献及其分子机制分析