組織・研究内容

研究課題名

セントロメア近傍領域におけるコヒーシンアセチル化維持機構の解明

研究代表者

西山 朋子

Tomoko Nishiyama

名古屋大学大学院理学研究科 染色体生物学グループ・准教授

研究内容

コヒーシンは真核生物における姉妹染色分体間接着に必須のタンパク質複合体です。接着の破綻は染色体不均等分配をひきおこし、細胞がん化の原因とも考えられています。一方でコヒーシンは、高次クロマチン構造形成にも重要な役割を果たしていることが近年明らかにされつつありますが、その具体的なメカニズムは分かっていません。コヒーシンは、結合因子や修飾因子の制御を受けて接着を確立・解除しており、なかでもアセチル化酵素Esco1/2によるコヒーシンSmc3サブユニットのアセチル化と、それに依存した接着確立因子Sororin/Dmtのコヒーシンへの結合は、DNA複製に依存した接着の確立に必須であることが知られています。特に染色体上の重要な接着部位であり、分裂中期まで接着を維持し続けなければならないセントロメア近傍においては、コヒーシンアセチル化はEsco2によって担われていることが知られており、Sororin/Dmtは、S期にアセチル化コヒーシンと結合することで接着を確立します。しかしながら、G2期におけるSororin/Dmtとクロマチンとの結合は比較的ダイナミックであること、またEsco2はS期終了後にクロマチンから解離し、分解されてしまうことから、セントロメアにおける接着を分裂中期まで維持するためには、持続的なSmc3アセチル化が不可欠であると考えられますが、そのアセチル化維持の仕組みは明らかになっていません。そこで本研究では、世代を超えて継承される重要な非ゲノム情報のひとつであるコヒーシンのアセチル化がセントロメア領域において維持されるメカニズムを、ヒトやショウジョウバエの細胞を用いて解明すること、そしてコヒーシンのもうひとつの重要な機能である高次クロマチン構造形成におけるコヒーシンアセチル化の役割を解明することを目指します。

主な論文

1. Nishiyama T. Compartments in the Ring. Mol Cell 75, 201-203 (2019).
2. Nishiyama T. Cohesion and cohesin-dependent chromatin organization. Curr Opin Cell Biol 58, 8-14 (2018).
3. Yamada T., Nishiyama T., et al., Drosophila Dalmatian combines sororin and shugoshin roles in establishment and protection of cohesion. EMBO J 36, 1513-1527 (2017).
4. Kanke M., Nishiyama T., et al., Cohesin acetylation and Wapl‐Pds5 oppositely regulate translocation of cohesin along DNA. EMBO J 35, 2686-2698 (2016).
5. Nishiyama T., Peters JM., et al., Aurora B and Cdk1 mediate Wapl activation and release of acetylated cohesin from chromosomes by phosphorylating Sororin. PNAS 110, 13404-9 (2013).