様式 平成２７年４月２４日 平成２６年度重点研究チーム年次報告書 １．研究チーム概要 研 究 チ ー ム の 名 称 多細胞生物の構築原理と保障機構 研究代表者 理学研究科生物学専攻・井上邦夫 部局・専攻・氏名 当 指導学生数 博士 E 7人，修士 該 外 部 資 金 科学研究費補助金 年 獲 得 実 績 奨学寄附金 A E A E 度 特許出願件数 0 0 28人，その他（研究生） 1人 261,160 千円，受託研究経費 千円，共同研究費 16,509 千円， 1,800 千円 件 ２．構成員 氏 部局・専攻 名 井上 邦夫 理学研究科･生物学専攻 深城 英弘 理学研究科･生物学専攻 坂本 博 理学研究科･生物学専攻 高崎 輝恒 理学研究科･生物学専攻 菅澤 薫 バイオシグナル研究センター；理学研究科・生物学専攻 酒井 恒 バイオシグナル研究センター：理学研究科・生物学専攻 影山 裕二 遺伝子実験センター；理学研究科・生物学専攻 中屋敷 宅見 均 農学研究科・生命機能科学専攻 薫雄 農学研究科・生命機能科学専攻 兼務 兼務 ３．研究成果の概要等について 井上 邦夫 マウス網膜由来の培養細胞における神経様分化誘導系を用い、RNA結合性タンパク質HERMESが 核内パラスペックル因子として知られるNonO、PSFやストレス顆粒構成因子として知られる G3BP1と相互作用し、神経突起中を輸送される神経RNP顆粒を形成することを見出した。また、 東北大・東大グループとの共同研究により、多細胞動物で働くmiRNA装置miRISCの構成因子を 酵母に導入し、miRNAサイレンシング機構の分子遺伝学的解析を行った。 深城 英弘 シロイヌナズナにおいて、側根形成を制御する鍵転写活因子LBD16の下流遺伝子群について解 析を行い、それらが側根形成の促進と抑制の制御に関わることを明らかにした。また、ミチ タネツケバナにおいて、根の皮層多層化を制御する因子を突然変異体の解析から同定した 坂本 博 線虫C. elegansのmRNAとsnRNAの核外輸送機構に関する解析を行った。イントロンが存在する 場合は、snRNAプロモーターから転写されたRNAであってもmRNA型の受容体であるNXF-1によっ て核外輸送され翻訳過程に受け渡されるが、snRNAプロモーターから転写されたRNAにイント ロンが存在しない場合はCRM1によって核外輸送され、翻訳が起こらないことを見出した。こ の結果は、RNAの長さによって輸送受容体が選択されるという哺乳類の場合とは異なる機構が 線虫に存在することを強く示唆している。 高崎 輝恒 線虫C. elegansの生殖細胞形成に必須なクロマチンリモデリング因子MRG-1が始原生殖細胞に 限局して発現するメカニズムの解析を行なった。卵内に蓄えられていた母性のmrg-1遺伝子産 物が、3'UTR配列を介した転写後調節（安定性制御）を受けることによって後期胚の始原生殖 細胞に限局することを見出すとともに、生殖細胞特異的RNA顆粒（P granule）に依存しない 新規の転写後制御機構の存在を示唆した。 菅澤 薫・酒井 恒 局所紫外線照射法を駆使して、ヌクレオチド除去修復のDNA損傷認識に伴うクロマチン構造変 換に関わるヒストン修飾・脱修飾酵素、DNAメチル化酵素の候補を同定し、その機能解析を進 めた。ヌクレオチド除去修復のDNA損傷認識において、XPCがDDB2のユビキチン化を競合的に 抑制することで持続的なDNA修復活性の維持に寄与することを明らかにした。またDDB2とXPC の機能的相互作用において、XPCのSUMO化が重要な役割を担うことを示した。さらに、精製タ ンパク質を用いて無細胞ヌクレオチド除去修復反応を再構成し、これによりDNAのトポロジー 状態が損傷の修復効率に大きな影響を与える可能性を見出した。 影山 裕二 ショウジョウバエのノンコーディングRNAであるLobe-less RNAについて、脳内神経回路形成 における機能解析を行った。Lobe-less RNA変異体は、行動・記憶の脳内中枢であるキノコ体 の形態異常を示すが、一細胞標識法による解析により、この形態異常の主たる原因がキノコ 体ニューロンの軸索走行の異常にあり、脳内の神経回路形成においてノンコーディングRNAが 重要な役割を果たしていることを明らかにした。 中屋敷 均 当研究室では、イネ科植物いもち病菌における転移因子に対する特異的なゲノム防御機構の 解明を行っており、本年度は特にLTR型レトロトランスポゾンMAGGYに対する特異的なメチル 化機構についての解析を行った。その結果、MAGGYのコピー数依存的なメチル化機構に、相同 組換えDNA修復機構の各種因子が関与していることが明らかとなった。 宅見 薫雄 近縁だが互いに異なるゲノム間の相互作用について研究を行っているが、パンコムギの系統 間交配における雑種ネクローシスと２倍体一粒系コムギの種間雑種における雑種致死が、こ れまでに解析してきた二粒系コムギとタルホコムギの種間雑種における雑種ネクローシスと 極めて良く似た遺伝子発現プロファイルを示すことを明らかにした。さらに一粒系コムギ２ 種間の交雑で得られるしわ種子の発生について遺伝子発現プロファイルと種子断面の走査型 電子顕微鏡解析から特徴付けを行った。 ４．論文・著書 井上 邦夫 [論文] 論文名：Roles of mRNA-fate modulators Dhh1 and Pat1 in TNRC6-dependent gene silencing recapitulated in yeast. 著者名：Makino, S., Mishima, Y., Inoue, K., and Inada, T. 掲載誌：J. Biol. Chem. 290, 8331-47, 2015 論文名：Interaction and colocalization of HERMES/RBPMS with NonO, PSF, and G3BP1 in neuronal cytoplasmic RNP granules in mouse retinal line cells. 著者名：Furukawa, M.T., Sakamoto, H., and Inoue, K. 掲載誌：Genes to Cells 20, 257-266, 2015 深城 英弘 [論文] 論文名：A Positive Regulator of Nodule Organogenesis, NODULE INCEPTION, Acts as a Negative Regulator of Rhizobial Infection in Lotus japonicus. 著者名：Yoro, E., Suzaki, T., Toyokura, K., Miyazawa, H., Fukaki, H., Kawaguchi, M. 掲載誌：Plant Physiol. 165, 747-758, 2014 論文名：Xylem Pole Pericycle Cells Are Crucial for Gall and Giant Cell Development during Arabidopsis and Root-Knot Nematodes Interaction, Providing Molecular Links to Lateral Root Formation. 著者名：Cabrera, J., Díaz-Manzano, F.E., Sanchez, M., Rosso, M.N., Melillo, T., Goh, T., Fukaki, H., Cabello, S., Hofmann, J., Fenoll, C., Escobar, C. 【国際共著】 掲載誌：New Phytologists 203, 632-645, 2014 論文名：Establishment of a Shortened Annual Cycle System; a Tool for the Analysis of Annual Re-translocation of Phosphorus in the Deciduous Woody Plant (Populus alba L.). 著者名：Kurita, Y., Baba, K., Ohnishi, M., Anegawa, A., Shichijo, C., Kosuge, K., Fukaki, H., Mimura, T. 掲載誌：J. Plant Res. 127, 545-551, 2014 論文名：Altered Levels of Primary Metabolites In Response To Exogenous Indole-3-Acetic acid in Wild Type and Auxin Signaling Mutants of Arabidopsis thaliana : A Capillary Electrophoresis-Mass Spectrometry Analysis. 著者名：Anegawa A., Ohnishi, M., Takagi, D., Miyake, C. Shichijo, C., Ishizaki, K., Fukaki, H. and Mimura, T. 掲載誌：Plant Biotech. 127, 32, 65-79, 2015 [著書] 著 書：光合成生物の進化と生命科学（共著、５章を担当） 著者名：三村徹郎、川井浩史、他 培風館、2014 坂本 博・高 崎 輝恒 [論文] 論文名：Interaction and colocalization of HERMES/RBPMS with NonO, PSF, and G3BP1 in neuronal cytoplasmic RNP granules in mouse retinal line cells. 著者名：Furukawa, M.T., Sakamoto, H., and Inoue, K. 掲載誌：Genes to Cells 20, 257-266, 2015 菅澤 薫・酒井 恒 [論文] 論文名：SUMO-modification and elimination of the active DNA demethylation enzyme TDG in cultured human cells. 著者名：Moriyama, T., Fujimitsu, Y., Yoshikai, Y., Sasano, T., Yamada, K., Murakami, M., Urano, T., Sugasawa, K., Saitoh, H. 掲載誌：Biochem. Biophys. Res. Commun. 447: 419-424 (2014) 論文名：FANCD2 binds CtIP and regulates DNA-end resection during DNA interstrand crosslink repair. 著者名：Unno, J., Itaya, A., Taoka, M., Sato, K., Tomida, J., Sakai, W., Sugasawa. K., Ishiai. M., Ikura, T., Isobe, T., Kurumizaka, H., Takata, M. 掲載誌：Cell Rep. 7: 1039-1047 (2014) 論文名：Fluorescence detection of cellular nucleotide excision repair of damaged DNA. 著者名：Toga, T., Kuraoka, I., Watanabe, S., Nakano, E., Takeuchi, S., Nishigori, C., Sugasawa, K., Iwai, S. 掲載誌：Sci. Rep. 4: 5578 (2014) 論文名：FANCD2 is a target for caspase 3 during DNA damage-induced apoptosis. 著者名：Sakai, W., Sugasawa, K. 掲載誌： FEBS Lett. 588: 3778-3785 (2014) 論文名：Human mediator MED17 subunit plays essential roles in gene regulation by associating with the transcription and DNA repair machineries. 著者名：Kikuchi, Y., Umemura, H., Nishitani, S., Iida, S., Fukasawa, R., Hayashi, H., Hirose, Y., Tanaka, A., Sugasawa, K., Ohkuma, Y. 掲載誌： Genes Cells 20: 191-202 (2014) 論文名：Functional regulation of the DNA damage-recognition factor DDB2 by ubiquitination and interaction with xeroderma pigmentosum group C protein. 著者名：Matsumoto, S., Fischer, E. S.,Yasuda, T., Dohmae, N., Iwai, S., Mori, T., Nishi, R., Yoshino, K., Sakai, W., Hanaoka, F., Thomä, N. H., Sugasawa, K. 【国際共著】 掲載誌： Nucleic Acids Res. 43: 1700-1713 (2015) 影山 裕二 [論文] 論文名：Pri peptides are mediators of ecdysone for the temporal control of development 著者名：Hélène Chanut-Delalande, Yoshiko Hashimoto, Anne Pelissier-Monier, Rebecca Spokony, Azza Dib, Takefumi Kondo, Jérome Bohere, Kaori Niimi, Yvan Latapie, Sachi Inagaki, Laurence Dubois, Philippe Valenti, Cédric Polesello, Satoru Kobayashi, Bernard Moussian, Kevin P. White, Serge Plaza, Yuji Kageyama* and François Payre* (* Co-corresponding authors) 【国際共著】 掲載誌：Nat. Cell Biol. 16, 1035-1044, 2014 論文名：Nuclear lncRNAs as epigenetic regulators-beyond skepticism. (review) 著者名：Nakagawa, S., Kageyama, Y. 掲載誌：Biochim. Biophys. Acta. 1839, 215-222, 2014 中屋敷 均 [論文] 論文名：Histone H3K4 methyltransferase globally regulates substrate-dependent activation of cell wall degradation enzymes in Magnaporthe oryzae 著者名：Kieu Thi Minh Pham, Hanh Hieu Nguyen, Toshiko Murai, Izumi Chuma, Yukio Tosa, Hitoshi Nakayashiki 掲載誌：Journal of General Plant Pathology 81:127-130. (2015) [著書] 著 書：RNA silencing in filamentous fungi: from basic to applications 著者名：Nguyen Bao Quoc, Hitoshi Nakayashiki 【国際共著】 掲載誌：In: Genetic Transformation Systems in Fungi, Vol.2: pp 107-124. Springer International Publishing (2015) 著 書：生命のからくり（単著） 著者名：中屋敷均 講談社，２０１４年 宅見 薫雄 [論文] 論文名：Identification of quantitative trait loci for abscisic acid responsiveness in the D-genome of hexaploid wheat 著者名：Iehisa, J. C. M., Matsuura, T., Mori, I. C., Yokota, H., Kobayashi, F., and Takumi, S. 掲載誌：J. Plant Physiol. 171, 830-841, 2014 論文名：A high-density genetic map with array-based markers facilitates structural and quantitative trait locus analyses of the common wheat genome 著者名：Iehisa, J. C. M., Ohno, R., Kimura, T., Enoki, H., Nishimura, S., Okamoto, Y., Nasuda, S., and Takumi, S. 掲載誌：DNA Res. 21, 555-567, 2014 論文名：The cuticular wax inhibitor locus Iw2 in wild diploid wheat Aegilops tauschii: phenotypic survey, genetic analysis, and implications for the evolution of common wheat 著者名：Nishijima, R., Iehisa, J. C. M., Matsuoka, Y., and Takumi, S. 掲載誌：BMC Plant Biol. 14, 246, 2014 論文名：QTL analysis of genetic loci affecting domestication-related spike characters in common wheat 著者名：Katkout, M., Kishii, M., Kawaura, K., Mishina, K., Sakuma, S., Umeda, K., Takumi, S., Nitta, M., Nasuda, S., and Ogihara, Y. 掲載誌：Genes Genet. Syst. 89, 121-131, 2014 論文名：Genetic effect of Aegilops caudata plasmon on the manifestation of Ae. cylindrica genome 著者名：Tsunewaki, K., Mori, N., and Takumi, S. 掲載誌：Genes Genet. Syst. 89, 195-202, 2014 論文名：Extracellular trafficking of a wheat cold-responsive protein, WLT10 著者名：Ohno, R., and Takumi, S. 掲載誌：J. Plant Physiol. 174, 71-74, 2015 論文名：Line differences in Cor/Lea and fructan biosynthesis-related gene transcript accumulation are related to distinct freezing tolerance levels in synthetic wheat hexaploids 著者名：Yokota, H., Iehisa, J. C. M., Shimosaka, E., and Takumi, S. 掲載誌：J. Plant Physiol. 176, 78-88, 2015 論文名：Accelerated senescence and enhanced disease resistance in hybrid chlorosis lines derived from interspecific crosses between tetraploid wheat and Aegilops tauschii 著者名：Nakano, H., Mizuno, N., Tosa, Y., Yoshida, K., Park, P., and Takumi, S. 掲載誌：PLoS ONE 10(3), e0121583, 2015 ５．関 連 活 動 及 び 特 記 事 項 （１）学位 （博士） ２名 （修士）１５名 （２）受賞 （３）その他 ○重点研究チーム学術講演会 講師：木村 宏 博士 （大阪大学大学院生命機能研究科／東京工業大学大学院生命理工学研究科） 日 程 ： 平 成 26年 7月 9日 （ 水 ） 演題：ヒストン翻訳後修飾と転写活性化の生細胞動態 世話人：菅澤 講 師 ： Ken WY Cho 博 士 （ カ リ フ ォ ル ニ ア 大 学 ア ー バ イ ン 校 ） 日 程 ： 平 成 26年 9月 5日 （ 金 ） 演 題 ： BMP signaling is required for cell cleavage in preimplantation mouse embryos 世話人：井上 講師：松花 沙織 博士（カリフォルニア工科大学） 日 程 ： 平 成 27年 1月 7日 （ 水 ） 演題：複雑な形態形成を生む遺伝子発現制御機構 世話人：井上 講師：佐渡 敬 博士（近畿大学農学部） 日 程 ： 平 成 2７ 年 1月 9日 （ 金 ） 演 題 ： X染 色 体 不 活 性 化 を 担 う Xist RNAの 作 用 機 序 解 明 に 向 け て 世話人：影山 講師：小島 健司 博士（東京大学大学院 新領域創成科学研究科） 日 程 ： 平 成 27年 3月 9日 （ 月 ） 演題：転移因子の標的配列特異性— その普遍性と多様性— 世話人：中屋敷 ○学会・研究会、その他特記事項 井上 邦夫・坂本 博・高崎 輝恒 神 戸 大 学 URAに よ る 科 研 費 補 助 金 早 期 支 援 （ 挑 戦 支 援 型 ） 深城 高崎輝恒 英弘 招待講演 ・ Fukaki, H., Toyokura, K., Goh, T. Genetic regulatory mechanisms of lateral root spacing （ 2015.3.18 菅澤 東京 薫・酒井 第 56回 日 本 植 物 生 理 学 会 年 会 シ ン ポ ジ ウ ム ） 恒 ・ 紫 外 線 誘 発 DNA損 傷 修 復 の 細 胞 内 制 御 機 構 菅澤 薫 ・ 日 本 放 射 線 影 響 学 会 第 57回 大 会 平 成 26年 10月 1日 ～ 3日 、 鹿 児 島 （ 口 頭 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ 紫 外 線 損 傷 修 復 に お け る XPCタ ン パ ク 質 の 脱 ユ ビ キ チ ン 化 機 構 の 解 析 岸本藍子、赤木純一、松井豪志、酒井 恒、菅澤 薫 日 本 遺 伝 学 会 第 86回 大 会 平 成 26年 9月 17日 ～ 19日 、 長 浜 （ 口 頭 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ ヌ ク レ オ チ ド 除 去 修 復 に お け る XPCと DDB2の 機 能 的 相 互 作 用 松 本 翔 太 、 Fischer, E. S.、 Thomä, N. H.、 菅 澤 薫 第 87回 日 本 生 化 学 会 大 会 平 成 26年 10月 15日 ～ 18日 、 京 都 （ 口 頭 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ Post-translational modifications coordinating recognition and repair of UV-induced DNA damage. Sugasawa, K. The 5th Japan-US DNA Repair Meeting 平 成 26年 10月 28日 ～ 31日 、 鳴 門 （ 口 頭 発 表 ・ 英 語 ） ・ Post-translational modifications coordinating recognition and repair of UV-induced DNA damage Sugasawa, K. The 9th 3R Symposium November 17~21, 2014, Gotemba , Japan（ 口 頭 発 表 ・ 英 語 ） ・ Studies on the de-ubiquitination mechanism of the xeroderma pigmentosum group C protein Kishimoto, A., Akagi, J., Matsui, T., Matsumoto, S., Sakai, W., Sugasawa, K. The 9th 3R Symposium November 17~21, 2014, Gotemba , Japan（ ポ ス タ ー 発 表 ・ 英 語 ） ・ Functional interactions between XPC and DDB2 in nucleotide excision repair （海外共同研究） Matsumoto, S., Fischer, E. S., Thomä, N. H., Sugasawa, K. The 9th 3R Symposium November 17~21, 2014, Gotemba , Japan（ ポ ス タ ー 発 表 ・ 英 語 ） ・ SUMO regulates DNA damage recognition in nucleotide excision repair Akita, M., Tak, Y.-S., Shimura, T., Matsumoto, S., Ikura, T., Sugasawa, K. The 9th 3R Symposium November 17~21, 2014, Gotemba , Japan（ ポ ス タ ー 発 表 ・ 英 語 ） ・ Functional regulation of thymine DNA glycosylase involved in DNA repair and epigenetic reprogramming Nakamura, T., Murakami, K., Uehara, Y., Ono, T., Urano, T., Nishitani, H., Sugasawa, K. The 9th 3R Symposium November 17~21, 2014, Gotemba , Japan（ ポ ス タ ー 発 表 ・ 英 語 ） ・ 哺 乳 類 ヌ ク レ オ チ ド 除 去 修 復 タ ン パ ク 質 XPCの DNA結 合 モ ー ド の 1分 子 イ メ ー ジ ン グ 横田浩章、戸根大輔、大西優貴、韓 龍雲、原田慶恵、菅澤 薫 第 37回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 平 成 26年 11月 25日 ～ 27日 、 横 浜 （ 口 頭 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ ヒ ト RAD52タ ン パ ク 質 の ア セ チ ル 化 制 御 安 田 武 嗣 、香 川 亘 、齋 藤 健 吾 、荻 朋 男 、花 岡 文 雄 、菅 澤 薫 、胡 桃 坂 仁 志 、田 嶋克史 第 37回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 平 成 26年 11月 25日 ～ 27日 、 横 浜 （ ポ ス タ ー 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ヌクレオソームにおける紫外線損傷塩基の収納およびその認識機構の解析 越阪部晃永、立和名博昭、堀越直樹、香川 菅澤 亘、山元淳平、安田武嗣、花岡文雄、 薫、岩井成憲、胡桃坂仁志 第 37回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 平 成 26年 11月 25日 ～ 27日 、 横 浜 （ ポ ス タ ー 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ DNA修 復 ・ 損 傷 応 答 に お け る ク ロ マ チ ン 構 造 ダ イ ナ ミ ク ス の 解 析 各務恵理菜、中西正哉、酒井 恒、木村 宏、菅澤 薫 第 37回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 平 成 26年 11月 25日 ～ 27日 、 横 浜 （ ポ ス タ ー 発 表 ・ 日 本 語 ） ・翻訳後修飾を介した色素性乾皮症遺伝子産物の機能制御 秋田眞季、松本翔太、井倉 第 37回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 毅、酒井 恒、菅澤 薫 平 成 26年 11月 25日 ～ 27日 、 横 浜 （ 口 頭 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ ゲ ノ ム 損 傷 応 答 に お け る Gadd45α の 機 能 解 析 小山紗季、北野健太、稲瀬安希、酒井 恒、菅澤 薫 第 37回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 平 成 26年 11月 25日 ～ 27日 、 横 浜 （ ポ ス タ ー 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ ヌ ク レ オ チ ド 除 去 修 復 に お け る DNA損 傷 認 識 機 構 の 解 析 大西優貴、戸根大輔、木下 実、岩井成憲、菅澤 薫 第 37回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 平 成 26年 11月 25日 ～ 27日 、 横 浜 （ ポ ス タ ー 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ DNA損 傷 応 答 に お け る DDB2の 翻 訳 後 修 飾 の 機 能 解 析 （ 海 外 共 同 研 究 ） 松 本 翔 太 、 Fischer, E. S.、 Thomä, N. H.、 酒 井 恒、菅澤 薫 第 37回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 平 成 26年 11月 25日 ～ 27日 、 横 浜 （ ポ ス タ ー 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ DNA修 復 と エ ピ ゲ ノ ム 制 御 に 関 わ る チ ミ ン DNAグ リ コ シ ラ ー ゼ の 機 能 制 御 中村知史、村上浩一、上原芳彦、小野哲也、浦野 健、西谷秀男、菅澤 薫 第 37回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 平 成 26年 11月 25日 ～ 27日 、 横 浜 （ ポ ス タ ー 発 表 ・ 日 本 語 ） ・ In Vivo Regulation of Mammalian Nucleotide Excision Repair Sugasawa, K. Gordon Research Conference on Mammalian DNA Repair February 8~14, 2015, Ventura, USA（ 口 頭 発 表 ・ 英 語 ） 宅見 薫雄 招待講演 宅 見 薫 雄 . 2014. タ ル ホ コ ム ギ 多 様 性 の 育 種 利 用 に 関 す る 考 察 . 第 ９ 回 ム ギ 類 研 究 会 、 九州沖縄農業研究センター筑後研究拠点、４月
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