著者

関根 俊一 横山 茂之

出版者

一般社団法人 日本生物物理学会

雑誌

生物物理 (ISSN:05824052)

巻号頁・発行日

vol.51, no.6, pp.272-273, 2011 (Released:2011-11-29)

参考文献数

5

著者

横山 茂之 関根 俊一 伊藤 拓宏 藤井 佳史 関根 俊一 伊藤 拓宏 藤井 佳史

出版者

独立行政法人理化学研究所

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2008

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遺伝子発現の根幹である転写および翻訳においてそれぞれ中核的な役割を担うRNAポリメラーゼおよびリボソームについて、転写・翻訳の構造基盤を解明すべく構造生物学研究を行った。原核生物のRNAポリメラーゼやリボソームを中心に形成される巨大複合体の構造解析を行うとともに、真核生物の転写・翻訳関連因子の調製法の確立および構造解析を行った。

著者

海老原 章郎 新海 暁男 中川 紀子 増井 良治 三木 邦夫 横山 茂之 倉光 成紀

出版者

The Crystallographic Society of Japan

雑誌

日本結晶学会誌 (ISSN:03694585)

巻号頁・発行日

vol.48, no.6, pp.403-410, 2006-12-25 (Released:2010-09-30)

参考文献数

29

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The final goal of this research project is the understanding of all fundamental biological phenomena in terms of physical chemistry. As a model organism for the structural and functional studies, an extremely thermophilic bacterium, Thermus thermophilus HB8, is very promising because of the small genome size, the availability of genetic tools for functional analysis, and the thermostability of its proteins (http: //www.thermus.org/) . In this report, we summarize the recent progress of this research project toward the systems biology.

著者

藤 泰子 金 鍾明 栗原 志夫 松井 章浩 石田 順子 田中 真帆 諸沢 妙子 川嶋 真貴子 豊田 哲郎 横山 茂之 篠崎 一雄 関 原明

出版者

日本植物生理学会

雑誌

日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集

巻号頁・発行日

vol.2009, pp.422, 2009

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真核生物における遺伝子発現制御およびヘテロクロマチン形成には,ヒストンおよびDNAの化学修飾やsiRNAを介したエピジェネティックな機構が関与している.シロイヌナズナにおけるsiRNAを介したエピジェネティックな遺伝子抑制には, siRNA合成に関わる<I>RDR2</I>遺伝子, siRNAを介したDNAメチル化に関わる<I>DRM1, DRM2, CMT3</I>遺伝子, およびヒストン脱アセチル化酵素をコードする<I>HDA6</I>遺伝子が機能すると考えられている. <br>我々は, タイリングアレイを用いたゲノムワイドな発現解析により, <I>hda6</I>変異体において特異的に発現上昇が認められる遺伝子群を同定した. それら遺伝子群は, データベース上に公開されているsiRNAおよびDNAメチル化のマッピング領域と高度に重複していた. 一方, <I>rdr2</I>および<I>ddc</I>変異体(<I>drm1,drm2,cmt3</I>三重変異体)を用いた発現解析の結果から, <I>RDR2</I>や<I>DDC</I>により制御される遺伝子群は, 予想に反して<I>HDA6</I>遺伝子による制御領域とは殆ど一致しないことが明らかとなった. 以上のことから, <I>HDA6</I>による遺伝子抑制は, <I>RDR2</I>や<I>DDC</I>経路に依存しない機構であることが示唆された.

著者

藤 泰子 金 鍾明 松井 章浩 栗原 志夫 諸澤 妙子 石田 順子 田中 真帆 遠藤 高帆 角谷 徹仁 豊田 哲郎 木村 宏 横山 茂之 篠崎 一雄 関 原明

出版者

日本植物生理学会

雑誌

日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集

巻号頁・発行日

vol.2011, pp.375, 2011

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シロイヌナズナのヒストン脱アセチル化酵素HDA6は、RNA依存性DNAメチル化を介したヘテロクロマチン制御因子として同定されている。我々が行った全ゲノム発現解析の結果から、HDA6とDNAメチル化酵素MET1は、ヘテロクロマチン領域を主とした共通の遺伝子を抑制することが示された。また<I>hda6</I>機能欠損により、これら領域ではヒストンアセチル化の上昇など、エピジェネティックなクロマチン状態の推移が認められた。一方、同領域にはRDR2依存的な24nt siRNAが多数マップされるにもかかわらず、その転写活性は<I>rdr2</I>変異では殆ど影響を受けなかった。HDA6標的領域では周辺のDNAメチル化状態に呼応した2つのCGメチル化状態が観察された。周辺のDNAメチル化領域から孤立している場合では、<I>hda6</I>機能欠損により標的領域のCGメチル化は完全に消失していた。一方、DNAメチル化が隣接する場合には、CGメチル化が残留していた。また、これら両領域ではCGメチル化の状態に関わらず、CHGおよびCHHメチル化はともに消失し、転写が再活性化されていた。さらに、HDA6は周囲のDNAメチル化領域には結合せず、その標的領域にのみ結合していることが確認された。これらの結果から、HDA6はRNA依存性DNAメチル化経路に殆ど依存せず、MET1と協調して領域特異的なヘテロクロマチン抑制に機能することが示唆された。

著者

伊藤 弓弦 横山 茂之

出版者

日本結晶学会

雑誌

日本結晶学会誌 (ISSN:03694585)

巻号頁・発行日

vol.56, no.3, pp.186-193, 2014-06-30 (Released:2014-07-09)

参考文献数

22

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Selenocysteine (Sec) is the 21st amino acid that is incorporated into proteins translationally. The selenocysteine tRNA (tRNASec) is first ligated with serine by seryl-tRNA synthetase, and the Ser moiety is converted to Sec in a tRNA-dependent manner. In Bacteria, the selenocysteine synthase SelA converts Ser to Sec directly, whereas in Eukaryotes and Archaea, phosphorylation of the Ser moiety is required prior to the Sec conversion. In this review, we describe the crystal structures of SelA, bacterial tRNASec, and the SelA•tRNASec complex. Based on the crystal structures and mutational analyses, the substrate discrimination and reaction mechanisms are discussed.

著者

上西 進也 竹本 千重 川添 将仁 鈴木 咲良 龍ロ 文子 松本 英子 白水 美香子 武藤 裕 横山 茂之

出版者

一般社団法人日本生物物理学会

雑誌

生物物理 (ISSN:05824052)

巻号頁・発行日

vol.47, no.1, 2007-11-20

著者

香川 亘 胡桃坂 仁志 横山 茂之

出版者

日本結晶学会

雑誌

日本結晶学会誌 (ISSN:03694585)

巻号頁・発行日

vol.45, no.2, pp.119-123, 2003-04-30 (Released:2010-09-30)

参考文献数

17

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The Rad52 protein and its homologs play critical roles in eukaryotic homologous recombination. In the present study, we have determined the crystal structure of the N-terminal, homologouspairing domain of Rad52. The structure revealed an undecameric ring that has an exposed groove essential for DNA binding. Amino acid residues inside the groove are directly involved in DNA binding as evidenced by mutational analyses.

著者

中村 義一 坂本 博 塩見 春彦 饗庭 弘二 横山 茂之 松藤 千弥 渡辺 公綱 野本 明男 谷口 維紹 堀田 凱 京極 好正 志村 令郎

出版者

東京大学

雑誌

特定領域研究

巻号頁・発行日

2001

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本特定領域研究では、「原子→分子→細胞→個体」と階層的に研究を推進し、それらの連携によって「RNAネットワーク」の全体的かつ有機的な理解を深めることを目的にした。これらの研究成果は、RNA研究にとどまらず、広く生命科学に対する貢献として3つに集約することができる。・第一の貢献は、構造生物学と機能生物学を連携駆使した研究によって、RNAタンパク質複合体やRNA制御シグナルの動的な作動原理に対する学術的な理解を深めたことである。・第二の貢献は、micro RNAを始めとするタンパク質をコードしない「小さなRNA」に関して先導的な研究を推進できたことである。ノンコ-ディングRNA(ncRNA)は本特定領域の開始時には全く想定されていなかった問題だが、ヒトゲノム・プロジェクトの完了によって、ヒトのRNAの98%をも占める機能未知な「RNA新大陸」として浮上した。今後の生命科学の最優先課題といっても過言ではないこの新たな問題に対して、本特定領域はその基盤研究として重要な貢献をすることができた。・第三の貢献は、本特定領域の研究が、意図するとしないとに係らず、RNAの医工学的な基盤の確立に寄与したことである。本特定領域研究では、実質的研究が開始された平成14年度から年1回の公開シンポジウムを開催し、平成15年と平成18年には各々30名程度の海外講演者を含めた国際シンポジウム(The New Frontier of RNA Science[RNA2003 Kyoto]; Functional RNAs and Regulatory Machinery[RNA2008 Izu])を開催した。これらのシンポジウムは、学術的、教育的、国際交流的に実り豊かな第一級の国際会議となった。又、特定領域研究者のみならず社会とのコミュニケーションを目的として、RNA Network Newsletterの年2回発行を継続し、各方面からの高い評価と愛読を頂戴して全10冊の発行を完了した。なお、事後評価においては「A+」と評価され、本プログラムはその目的を十分に達成することができた。

著者

中村 義一 横山 茂之 渡辺 公綱 志村 令郎 饗場 弘二 多比良 和誠

出版者

東京大学

雑誌

基盤研究(C)

巻号頁・発行日

2000

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近年のRNA研究の大きな発展を支えた背景には、国内のRNAの基礎研究に関して10年余の間継続して実施されてきたRNAに関係する重点・特定領域研究が果たした役割が大きい。このようなRNA研究に対する熱意は、特に若い研究者の間に大きなうねりとなって現れ、平成11年に日本RNA学会が組織された(初代会長:志村令郎・生物分子工学研究所長)。本基盤研究(C)においては、「RNA研究の21世紀への展開」のために推進すべき課題についての調査と討論を重ね、平成13年度発足特定領域研究(A)「RNA情報発現系の時空間ネットワーク」を申請するに至った。その過程で、本基盤研究(C)に参加し、同時に新特定領域研究の総括班に予定するメンバーは、平成12年に開催されたRNA関連の国際研究集会「tRNA Workshop」(4月、ケンブリッジ)、「RNA Society年会」(5月、マジソン)、FASEBシンポジウム「Posttranscriptional Control of Gene Expression:The Role of RNA」(7月、コロラド)、「Ribosome Biogenesis」(8月、タホ)、「Structural Aspects of Protein Synthesis」(9月、アルバニ)に参加し、最新情報の調査・討論を行った。これらの調査討論に基づき新特定領域研究の申請を準備するとともに、平成13年2月には、国外から12名の研究者を招聘して国際シンポジウム「Post-Genome World of RNA」(開催責任者:東京大学医科学研究所教授中村義一)を東京で開催し、本研究領域に関する最新の発表・討論を実施した。

著者

中村 義一 石浜 明 口野 嘉幸 饗場 弘二 横山 茂之 野本 明男

出版者

東京大学

雑誌

基盤研究(C)

巻号頁・発行日

1996

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本基盤研究は、mRNAの誕生から終焉に至る動態と多元的な制御プログラムについて、国際的な調査及び研究討論を実施し、総合的な討論に基づいて重点領域研究の設定を検討する目的で企画採択されたものである。その研究実績を要約する。1.研究領域の調査結果:転写後の動的な制御プログラムは、広範囲の生物系で重要不可欠な役割を担うことが明らかになりつつあり、mRNAを骨格とする基本的な諸問題を体系的に正攻法で研究すべき時期にある。本研究の成果は、発生・分化・応答等の高次な細胞機能の解明や、RNAダイナミズムの創成、あるいは蛋白質工学やmRNA臨床工学等の次世代バイオテクノロジーの基盤となりうる。mRNA研究に関連する重点領域の推進が必要かつ急務である。2.国際研究集会における学術調査と討議:平成8年11月10〜14日、本基盤研究代表者が中心となってmRNA研究に関する国際研究集会「RNA構造の遺伝子調節機能(“Regulatory Role of RNA Structure in Gene Expression")」を開催した(日本学術振興会王子セミナー/於箱根)。本研究集会には、申請領域の第一戦で活躍する欧米の研究者約40人が参加し最新の研究成果の発表、討論、交流を行った。その機会を利用して、国際的な視点からmRNA研究の展望と研究振興の方策を議論した。3.出版企画:上記国際研究集会に関連した学術刊行物を、学術誌Biochimieの特集号としてElsevier社(仏パリ)から出版することとなり、本基盤研究代表者が監修し平成9年3月に出版の予定である。4.重点領域の設定:本基盤研究の目的をふまえて、重点領域研究「RNA動的機能の分子基盤」(領域代表・渡辺公綱、平成9〜12年)の実施が決定された。

著者

中村 義一 志村 令郎 横山 茂之 箱嶋 敏雄 嶋本 伸雄 饗場 弘二

出版者

東京大学

雑誌

総合研究(B)

巻号頁・発行日

1991

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本総合研究(B)は、「RNAの動的機能発現」に関する重点領域研究の設定をその主要な目的として企画されたものである。しかしながら、平成4年度から新重点領域研究「RNA機能発現の新視点」が発足することに決定し、その研究内容がほとんど重複するため、当初の趣旨での本総合研究(B)班からの重点領域申請はやむなくとりやめた。その上で、本研究班の活用を計るため他の関連研究組織との連携を検討することとし、平成4年1月17ー18日に研究集会「RNA合成における分子間コミュニケ-ション」を東京において開催した。本総合研究(B)班からの5名を含めた12名が参加し、多角的に当該分野の研究を協議した結果、石浜明国立遺伝学研究所教授を代表者として、「転写装置における分子間コミュニケ-ション」を重点領域研究として申請することで合意し、申請を行なった。本総合研究課題に関する国内研究の活性化を計るために、平成3年12月に行なわれた日本分子生物学会において、シンポジウム「RNAシグナルによる翻訳制御」を開催した。国内から4人の演者に加えて、ミュンヘン大学からセレノシステイン研究で有名なA.Bo^^¨ck教授を招聘して活発なシンポジウムを行なうことができた。

著者

横山 茂之 河合 剛太 岡田 典弘 武藤 あきら 渡辺 公綱 志村 令郎 大澤 省三

出版者

東京大学

雑誌

重点領域研究

巻号頁・発行日

1992

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本年度は,これまでの4年間の研究成果をとりまとめ,9月24日の第6回公開シンポジウムにおいて広く公表した.また,4年間の班員の成果をまとめた最終報告書を作成した.また,本重点領域研究と関係の深いシンポジウムが8月27日の日本分子生物学会大会中に行われ,これにおいても研究成果が公表された.第6回公開シンポジウムでは,第1項目「RNA機能の発現機構」の研究成果として,オルタナティブ・スプライシングの制御に関与するRNA結合タンパク質,精密なtRNA分子識別を行うクラスIアミノアシルtRNA合成酵素,および特異な二次構造を持つ動物ミトコンドリアtRNAについての立体構造解析の結果が示された.また,グループIイントロンRNAの活性化,リボソームRNAの機能あるいはタンパク質によるtRNAの分子擬態についての研究成果も報告された.第2項目「RNA新機能の検索」については,新規に発見された低分子量RNAによるTrans-translationの機構,リボソームRNAにおける2つのドメイン間のcommunication機構,あるいはミトコンドリアtRNAによるショウジョウバエの生殖細胞形成機構についての研究成果が発表された.また,第3項目「RNAの起源と進化」については,アミノアシルtRNA合成酵素の起源と進化のメカニズム,およびウイルス由来のリボザイムやミトコンドリアtRNA遺伝子変異によるミトコンドリア病についての研究成果が発表された.

著者

横山 三紀 横山 茂之

出版者

日本大学

雑誌

特定領域研究(A)

巻号頁・発行日

1999

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1.NAD分解酵素であるリンパ球表面抗原CD38を用いて、ガングリオシドとの相互作用を明らかにするために結晶構造解析をこころみた。マルトース結合蛋白質とCD38の細胞外ドメインとの融合蛋白質(MBP-CD38)を大腸菌で発現させた。発現させたMBP-CD38の大部分は正しいSS結合のかかっていない不活性型であったため、チオレドキシンとの共発現系を用いて安定に活性の高いMBP-CD38を調製する方法を確立した。MBP-CD38とガングリオシドGT1bとの結晶化のハンギングドロップ法での条件検討をおこない、PEG10,000を沈殿剤として結晶を得た。この結晶から分解能2.4オングストロームの反射を得ることに成功した。2.CD38を発現している細胞にガングリオシドを取り込ませると、CD38のNAD分解活性が抑制される。ガングリオシドの効果が同一細胞表面上のCD38とのシスの相互作用であつのか、又はCD38とガングリオシドとがトランスで相互作用する結果なのかを明らかにするために、THP-1細胞のCD38-トランスフェクタントを用いた実験を行った。CD38-トランスフェクタントにGT1bを取り込ませた場合にはNAD分解活性の阻害が起こったが、導入をおこなっていないコントロールの細胞にGT1bを取り込ませたものをCD-38トランスフェクタントと共存させた場合には阻害が起こらなかった。このことから阻害はCD38とGT1bとが同一細胞の表面にあるシスの場合に起こることが強く示唆された。

著者

萩谷 昌己 横山 茂之 陶山 明 浅沼 浩之 藤井 輝夫 ROSE John 村田 智 岩崎 裕 吉信 達夫

出版者

東京大学

雑誌

特定領域研究

巻号頁・発行日

2002

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形態変化するDNA分子の設計方法:萩谷は、連続ヘアピンからなる分子マシンに関して、ヘアピンの配列を変化させたときに、3連続ヘアピンから成る分子マシンの挙動がどのように変化するかを調べた。分子マシンの光制御を目指した光機能性超分子の構築:浅沼は、これまでとは逆に「cis-体で二重鎖形成、trans-体で解離」というスイッチングが可能な光応答性DNAの設計と実現に成功した。ヘアピンとバルジによる並行計算:萩谷は、Whiplash PCRの熱力学的な解析と、状態遷移の効率化(Displacement WPCR)を行った。レトロウィルスによる並行計算:陶山は、二つの正帰還と一つの負帰還反応から構成されたオシレータをRTRACの基本反応を用いて構築した。シミュレーションにより発振可能な条件が存在することを確かめた後、実装を進めた。翻訳系による並行計算:横山は、翻訳システムを利用した「オートマトン」を動物細胞(培養細胞)内でも構築することを目標に、非天然型アミノ酸が細胞に与えられた場合にのみ活性化され、サプレッサーtRNAにアミノ酸を結合するような酵素(アミノアシルtRNA合成酵素)を用いることにより、サプレションを制御する機構を構築した。DNA Walker:萩谷は、DNA Walkerの構築に向けて、温度、pH、光の三種類の入力によって駆動する分子マシンに関する予備実験を行った。特に、これらの三種類の入力の独立性について調べた。マイクロチップのための微量液体制御機構の開発:藤井は、液滴操作に必要な周辺技術等の整備を進め、オンデマンド式で液滴の生成・合一の操作が可能にした。また、本技術を用いてDNAとPNAのハイブリダイゼーション反応と電気泳動による反応産物の分離操作をデバイス上で実現した