組織・研究内容

研究課題名

非ゲノム情報によって制御されるセントロメアの維持・形成機構

研究代表者

深川 竜郎

Tatsuo Fukagawa

大阪大学大学院生命機能研究科・教授

研究内容

生物が生命を維持するためには、染色体が安定に複製・分配されることが必要です。真核生物における正確な染色体分配には、セントロメアと呼ばれる特殊領域が重要であり、セントロメア上に形成されるキネトコア構造と紡錘体微小管との適切な結合が、正確な染色体分配に必須となります。興味深いことに、多くの生物のセントロメアは、塩基配列による“ゲノム情報”では規定されずに、エピジェネティックな“非ゲノム情報”によって規定されます。CENP-Aと呼ばれるセントロメアに特異的なヒストンがエピジェネティックな目印として働いていると考えられてはいますが、セントロメアを規定するための“非ゲノム情報”の実体については不明な点が多いです。研究代表者の深川は、これまでに、セントロメア及びキネトコアタンパク質の同定やその機能・構造解析、セントロメアゲノムの配列解明などの研究成果をあげてきましたが、その知識をベースに、本研究においては、セントロメアやキネトコアが形成される際に必要な“非ゲノム情報”の実体の解明を目指します。具体的には、I) 配列に依存しないでセントロメアと相互作用するゲノム領域の特徴解明、II) ゲノム複製の前後で変化するセントロメアに特異的なクロマチン構造の実体解明を行います。本研究では、本領域に所属する多様な研究者と共同で、セントロメアを規定する新たな非ゲノム情報を明らかにしようとするものであり、DNAのメチル化やヒストン修飾でないと新しい非ゲノム情報を同定できれば、これらは、セントロメア生物学の領域だけでなく、ゲノム生物学分野に高いインパクトを与えることができると考えています。

主な論文

  1. Watanabe, R., *Fukagawa, T., et al., (6人中6番目) CDK1-mediated CENP-C phosphorylation modulates CENP-A binding and mitotic kinetochore localization. J Cell Biol 218, 4042-4062 (2019)
  2. Hara, M., *Fukagawa, T., et al., (6人中6番目) Multiple phosphorylations control recruitment of the KMN network onto kinetochores. Nature Cell Biol 20, 1378-1388 (2018)
  3. Hori, T., *Fukagawa, T., et al., (8人中8番目) Association of M18BP1/KNL2 with CENP-A Nucleosome Is Essential for Centromere Formation in Non-mammalian Vertebrates. Dev Cell 42, 181-189 (2017)
  4. *Fukagawa, T., and Earnshaw, W. (2人中1番目) The centromere: chromatin foundation for the kinetochore machinery. Dev Cell 30, 496-508 (2014)
  5. Nishino, T., *Fukagawa, T., et al., (9人中9番目) CENP-T-W-S-X Forms a Unique Centromeric Chromatin Structure with a Histone-like Fold. Cell 148, 487-501 (2012)