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セミナー第766回生医研セミナー【横浜市立大学 有田先生】

  • [開催日時]2018年1月10日(水)17:00-18:00
  • [開催場所]生医研 本館1階 会議室
  • [対象]
備考・問合せ先
 第766回生医研セミナー(多階層生体防御システム研究拠点)

下記の通り、横浜市立大学の有田恭平先生(生医研客員准教授)によるセミナーを開催致します。先日、中西真先生の「DNAメチル化とDNA複製のカップリング機構(第755回生医研セミナー)」がありましたが、有田先生はタンパク質の構造解析から同発見に寄与されました。また中西先生の御発表では触れられなかったG9aメチル化酵素によるLIG1タンパク質のリジン残基のメチル化とDNAメチル化維持のカップリングという非常に興味深い現象にも構造解析から貢献されました。DNAメチル化維持機構は日本人研究者が中心となって解明を進めている世界に誇れる分野の1つですが、有田先生は当該分野の構造的な基盤を初期から支えておられる中心的研究者のお一人です。有田先生は難しい構造解析のお話を、専門外の研究者にもわかりやすく説明してくださることで定評があります。皆様のご来聴を心より歓迎いたします。

演題:DNA維持メチル化の分子機構の構造基盤
演者:有田 恭平 先生
       横浜市立大学 生命医科学研究科 構造生物学研究室 准教授
日時:2018年1月10日(水)17:00~18:00
場所:病院キャンパス 生体防御医学研究所本館1階 会議室
       以下の地図の26番です。
       http://www.kyushu-u.ac.jp/f/30078/Hospital_jp-2017.pdf

要旨:
ゲノムDNAのメチル化パターンは、細胞固有の遺伝子発現を定義づける重要な役割をはたします。分化した細胞のDNAメチル化パターンは、ゲノム配列と同様に複製・細胞分裂を経て次世代の細胞に正確に受け継がれることにより、細胞はその形質を維持することができます。このDNA維持メチル化には、維持型DNAメチル化酵素であるDNMT1と,ユビキチンリガーゼ活性を有するUHRF1の2つのタンパク質が必須な役割をします。まず、UHRF1のSRAドメインがDNA複製後に生じたヘミメチル化DNAを認識し、その後UHRF1は近傍のヒストンH3をユビキチン化します。このユビキチン化ヒストンH3が目印となり、DNMT1がヘミメチル化DNAにリクルートされ、新生鎖DNAがメチル化されます。しかし,ヒストンH3がどのようなユビキチン修飾を受けるのか、DNMT1がどのようにユビキチン化ヒストンH3を認識するのか、ユビキチン化H3の結合によってDNMT1の構造や活性がどのように制御されるのかは不明でした。本セミナーでは、ユビキチン化ヒストンH3とDNMT1の複合体のX線結晶構造解析により明らかにした、ユニークなユビキチン修飾の認識とそれに伴うDNMT1の酵素活性化機構に関して紹介します。また、DNA維持メチル化はDNA複製の直後に起こることが考えられていますが、これらの2つの現象がどのようにカップリングしているかは不明でした。我々は、DNA複製因子DNA ligase1 (LIG1)がUHRF1を複製サイトへリクルートすることを明らかにしました。さらに、LIG1とUHRF1の複合体の結晶構造解析に成功し、その認識機構と、LIG1の結合によるUHRF1の高次構造の変換機構を解明したので紹介します。

1.Ishiyama S, Nishiyama A, Saeki Y, Moritsugu K, Morimoto D, Yamaguchi L, Arai N, Matsumura R, Kawakami T,
   Mishima Y, Hojo H, Shimamura S, Ishikawa F, Tajima S, Tanaka K, Ariyoshi M, Shirakawa M, Ikeguchi M, Kidera A, *Suetake I, *Arita K, *Nakanishi M.
   Structure of the Dnmt1 reader module complexed with a unique two-mono-ubiquitin mark on histone
   H3 reveals the basis for DNA methylation maintenance. Mol Cell 68 350-360, 2017
   
2.Ferry L*, Fournier A*, Tsusaka T*, Adelmant G, Shimazu T, Matano S, Kirsh O, Amouroux R, Dohmae N,
   Suzuki T, Filion GJ, Deng W, de Dieuleveult M, Fritsch L, Kudithipudi S, Jeltsch A, Leonhardt H, Hajkova P, Marto JA, Arita K, Shinkai Y**, Defossez PA**.
   Methylation of DNA Ligase 1 by G9a/GLP recruits UHRF1 to replicating DNA and regulates DNA methylation. Mol Cell 67, 550-565, 2017

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