医学部 医学科
精子幹細胞において分化誘導の鍵となるゲノム修飾酵素群の翻訳制御機構。
2025/07/29 更新
博士(理学) ( 名古屋大学 )
分子生物学
翻訳
組織学
解剖学
品質管理
ライフサイエンス / 分子生物学
ライフサイエンス / 解剖学
横浜市立大学 医学部 助教
2019年4月 - 現在
ニューヨーク州立大学ダウンステイトメディカルセンター 博士研究員
2013年4月 - 2019年3月
東北大学 大学院薬学研究科 研究員
2010年4月 - 2013年3月
日本RNA学会
日本解剖学会
Abnormal H3K27me3 underlies degenerative spermatogonial stem cells in cryptorchid testis. 査読 国際誌
Kazushige Kuroha, Ivana Dočkal, Uroš Radović, Kuniko Nakajima, Ikue Hoshi, Shion Matsuda, Noriko Kojitani, Kazuyuki Ohbo, Shin-Ichi Tomizawa
Development (Cambridge, England) 2025年1月
Ribosomal collision is not a prerequisite for ZNF598-mediated ribosome ubiquitination and disassembly of ribosomal complexes by ASCC. 査読 国際誌
Anna Miścicka, Alexander G Bulakhov, Kazushige Kuroha, Alexandra Zinoviev, Christopher U T Hellen, Tatyana V Pestova
Nucleic acids research 2024年2月
A behind-the-scenes role of BDNF in the survival and differentiation of spermatogonia 査読
Shin-ichi Tomizawa, Kazushige Kuroha, Michio Ono, Kuniko Nakajim, Kazuyuki Ohb
Asian Journal of Andrology 2024年
A non-canonical bivalent gene Wfdc15a controls spermatogenic protease and immune homeostasis 査読 国際誌
Shin-ichi Tomizawa, Rachel Fellows, Michio Ono, Kazushige Kuroha, Ivana Dočkal, Yuki Kobayashi, Keisuke Minamizawa, Koji Natsume, Kuniko Nakajima, Ikue Hoshi, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Kazushi Aoto, Hirotomo Saitsu, Kazuyuki Ohbo
Development 2024年
Tsga8 is required for spermatid morphogenesis and male fertility in mice. 査読 国際誌
Yuki Kobayashi, Shin-Ichi Tomizawa, Michio Ono, Kazushige Kuroha, Keisuke Minamizawa, Koji Natsume, Selma Dizdarević, Ivana Dočkal, Hiromitsu Tanaka, Tatsukata Kawagoe, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Narumi Ogonuki, Kimiko Inoue, Shogo Matoba, Konstantinos Anastassiadis, Nobuhisa Mizuki, Atsuo Ogura, Kazuyuki Ohbo
Development (Cambridge, England) 148 ( 8 ) 2021年4月
Lack of whey acidic protein (WAP) four-disulfide core domain protease inhibitor 2 (WFDC2) causes neonatal death from respiratory failure in mice. 査読 国際誌
Kuniko Nakajima, Michio Ono, Uroš Radović, Selma Dizdarević, Shin-Ichi Tomizawa, Kazushige Kuroha, Go Nagamatsu, Ikue Hoshi, Risa Matsunaga, Takayuki Shirakawa, Takeyuki Kurosawa, Yasunari Miyazaki, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Haruhiko Koseki, Masataka Nakamura, Toshio Suda, Kazuyuki Ohbo
Disease models & mechanisms 12 ( 11 ) 2019年11月
Two classes of EF1-family translational GTPases encoded by giant viruses 査読
Zinoviev, Alexandra, Kuroha, Kazushige, Pestova, Tatyana, Hellen, Christopher
Nucleic Acids Research 47 ( 11 ) 5761 - 5776 2019年4月
Release of Ubiquitinated and Non-ubiquitinated Nascent Chains from Stalled Mammalian Ribosomal Complexes by ANKZF1 and Ptrh1. 査読
Kuroha K, Zinoviev A, Hellen CUT, Pestova TV
Molecular cell 72 ( 2 ) 286 - 302.e8 2018年10月
The Upf factor complex interacts with aberrant products derived from mRNAs containing a premature termination codon and facilitates their proteasomal degradation. 査読 国際誌
Kazushige Kuroha, Koji Ando, Reiko Nakagawa, Toshifumi Inada
The Journal of biological chemistry 288 ( 40 ) 28630 - 40 2013年10月
Roles of Dom34:Hbs1 in Nonstop Protein Clearance from Translocators for Normal Organelle Protein Influx 査読
Toshiaki Izawa, Tatsuhisa Tsuboi, Kazushige Kuroha, Toshifumi Inada, Shuh-ichi Nishikawa, Toshiya Endo
CELL REPORTS 2 ( 3 ) 447 - 453 2012年9月
Dom34:Hbs1 Plays a General Role in Quality-Control Systems by Dissociation of a Stalled Ribosome at the 3 ' End of Aberrant mRNA 査読
Tatsuhisa Tsuboi, Kazushige Kuroha, Kazuhei Kudo, Shiho Makino, Eni Inoue, Isao Kashima, Toshifumi Inada
MOLECULAR CELL 46 ( 4 ) 518 - 529 2012年5月
Receptor for activated C kinase 1 stimulates nascent polypeptide-dependent translation arrest 査読
Kazushige Kuroha, Mayuko Akamatsu, Lyudmila Dimitrova, Takehiko Ito, Yuki Kato, Katsuhiko Shirahige, Toshifumi Inada
EMBO REPORTS 11 ( 12 ) 956 - 961 2010年12月
Structural basis for mRNA surveillance by archaeal Pelota and GTP-bound EF1α complex. 査読
Kobayashi K, Kikuno I, Kuroha K, Saito K, Ito K, Ishitani R, Inada T, Nureki O
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107 ( 41 ) 17575 - 17579 2010年10月
Upf1 stimulates degradation of the product derived from aberrant messenger RNA containing a specific nonsense mutation by the proteasome 査読
Kazushige Kuroha, Tsuyako Tatematsu, Toshifumi Inada
EMBO REPORTS 10 ( 11 ) 1265 - 1271 2009年11月
Analysis of nonstop mRNA translation in the absence of tmRNA in Escherichia coli 査読
Kazushige Kuroha, Nobuo Horiguchi, Hiroji Aiba, Toshifumi Inada
GENES TO CELLS 14 ( 6 ) 739 - 749 2009年6月
Nascent Peptide-dependent Translation Arrest Leads to Not4p-mediated Protein Degradation by the Proteasome 査読
Lyudmila N. Dimitrova, Kazushige Kuroha, Tsuyako Tatematsu, Toshifumi Inada
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 284 ( 16 ) 10343 - 10352 2009年4月
Translation of the poly(A) tail plays crucial roles in nonstop mRNA surveillance via translation repression and protein destabilization by proteasome in yeast 査読
Sayoko Ito-Harashima, Kazushige Kuroha, Tsuyako Tatematsu, Toshifumi Inada
GENES & DEVELOPMENT 21 ( 5 ) 519 - 524 2007年3月
精子形成と免疫ホメオスタシスに対する新規プロテアーゼ阻害剤の役割
富澤信一, FELLOWS Rachel, 尾野道男, 黒羽一誠, DOCKAL Ivana, 南澤恵佑, 鈴木穣, 才津浩智, 大保和之
日本解剖学会総会・全国学術集会抄録集(CD-ROM) 128th 2023年
KMT2B依存性エピジェネティックプログラミングによる雄生殖細胞発生の調節
富澤信一, 小林裕貴, FELLOWS Rachel, 尾野道男, 黒羽一誠, 田中宏光, 河越龍方, 才津浩智, 鈴木穣, 水木信久, 小倉淳郎, 大保和之
日本解剖学会総会・全国学術集会抄録集(CD-ROM) 127th 2022年
未成熟終止コドンを含むmRNA由来のタンパク質分解機構の解析
安藤功穣, 黒羽一誠, 中川れい子, 稲田利文
日本RNA学会年会要旨集 16th 235 2014年7月
未成熟終止コドンを含むmRNA由来のタンパク質分解促進機構の解析
安藤功穣, 黒羽一誠, 中川れい子, 稲田利文
日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集 14th 134 2014年5月
オルガネラタンパク質の膜輸送システムおけるDom34:Hbs1複合体の役割
井澤俊明, 黒羽一誠, 稲田利文, 西川周一, 遠藤斗志也
日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集 12th 61 2012年5月
翻訳アレストおよびNGDにおけるRACK1の機能解析
池内健, 黒羽一誠, 鹿島勲, 稲田利文
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 34th 2011年
Twelve basic amino acids in a row tend to induce translation arrest, followed by endonucleolytic cleavage and proteasome-mediated nascent peptide degradation in yeast
L. Dimitrova, K. Kuroha, T. Tatematsu, T. Inada
FEBS JOURNAL 275 146 - 146 2008年6月
翻訳制御に基づく精子幹細胞の分化と亜集団制御
研究課題/領域番号:25K12619 2025年4月 - 2028年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
黒羽一誠, 富澤信一
精子幹細胞の運命決定に関わるエピジェネティクス因子群の転写後制御機構
2021年9月 - 2023年9月
公益財団法人 内藤記念科学振興財団 内藤記念科学奨励金・研究助成
担当区分:研究代表者
精子幹細胞の運命決定に関わるエピジェネティクス関連分子の翻訳制御機構
2021年8月 - 2022年8月
一般財団法人 横浜総合医学振興財団 わかば助成金
担当区分:研究代表者
精子幹細胞の運命決定に関わるH3K9メチル基転移酵素の時期特異的発現を規定する翻訳制御機構の解析
2021年 - 2023年
武田科学振興財団 ビジョナリーリサーチ助成(スタート)
担当区分:研究代表者
精子幹細胞の分化開始を保証する転写後制御機構の解析
研究課題/領域番号:20K07228 2020年4月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
黒羽 一誠
配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )
精子幹細胞では、自己複製能を不可逆的に喪失し精子形成へ向けて運命決定される一時期を境として、大規模なゲノム修飾の変動が引き起こされる。この運命決定に関わる大規模なゲノム修飾の変化は、ゲノム修飾酵素(Dnmt3AとGLPタンパク質)の、転写後レベルで起こる発現上昇に依存する。本研究は、ゲノム修飾酵素の発現上昇に関わる転写後制御機構を明らにすることを目的として、「翻訳制御」の可能性について解析した。本研究の成果により、精子幹細胞の分化開始機構が明らかになるだけでなく、種の保存や、不妊症の原因解明とその治療への応用も期待される。
mRNAを適所に局在化させることは、タンパク質合成に有利に働く可能性がある。また、多くの幹細胞は分化に伴ってタンパク質合成全般を増加させることが知られている。そこでまず、酵素mRNAの所在を、一分子In Situ Hybridization法により解析した。その結果、各酵素のmRNAは、運命決定の前後で核内と細胞質のいずれにも存在し、P-bodyやストレス顆粒のような細胞内構造体への集積も観察されなかった。次に、細胞の持つ翻訳活性を評価するため、tRNA類似体の取り込み量を指標として、全タンパク質の合成量を解析した。その結果、成熟過程にある精子幹細胞において、タンパク質合成全般が顕著に増加する時期と、ゲノム修飾酵素の発現上昇が起こる時期が明確に異なることを明らかにした。これらの結果から、ゲノム修飾酵素の発現上昇が、1) mRNAの細胞内局在の変化に依存した翻訳制御、2) 細胞分化の進行に伴う翻訳活性の上昇(=全mRNAの翻訳の亢進)、によって誘導されている可能性は低いと考えられた。
精子幹細胞における分化開始と共役したエピジェネティック因子群の翻訳制御機構
2019年8月 - 2021年3月
横浜市立大学 研究活動スタート支援
黒羽 一誠
担当区分:研究代表者 資金種別:競争的資金
mRNA品質管理機構における翻訳アレストと異常タンパク質分解機構の解析
研究課題/領域番号:23770198 2011年 - 2012年
東北大学 若手研究(B) 若手研究(B)
黒羽一誠
担当区分:研究代表者 資金種別:競争的資金
本研究は2つの代表的な異常mRNA(ノンストップmRNAとナンセンス変異を保持するmRNA)で起こる翻訳異常の識別機構と、異常タンパク質の分解促進機構について解析し、1)ノンストップmRNAの分解を促進する因子(Dom34:Hbs1複合体)の作用機序、2)異常タンパク質(PTC産物)のフォールディング異常がUpf因子による分解促進に重要であること、を明らかにした。
新生ポリペプチド鎖依存的な翻訳アレストとそれに伴うmRNA分解機構
研究課題/領域番号:22870012 2010年 - 2011年
東北大学 研究活動スタート支援 研究活動スタート支援
黒羽 一誠
担当区分:研究代表者 資金種別:競争的資金
異常mRNAにより生じた異常タンパク質は、正常なタンパク質の発現量や活性の低下を介して、様々な悪影響を細胞にもたらす可能性がある。そのため、細胞は遺伝子発現の正確性を保証する品質管理機構を保持している。これまで我々は、終止コドンを欠失した異常mRNA分解経路の解析を通じて、連続した塩基性アミノ酸配列の合成が翻訳伸長の一時停止(翻訳アレスト)を誘起し、それに伴ってmRNAと合成途上の異常タンパク質が迅速に分解されることを明らかにした。本研究は、翻訳アレストとそれに共役したmRNA分解の詳細な分子機構を明らかにすることを目的として解析を行った。
我々は、翻訳アレストに関与する新規の因子としてRACK1を同定すると共に、1)RACK1の40Sリボソームに対する結合活性が翻訳アレストの誘起に重要であること、2)連続した塩基性アミノ酸配列による翻訳アレストがmRNA分子内切断を引き起こし、RACK1がこの反応を促進することを明らかにした(EMBO Rep.2010)。また、新たに翻訳アレストに欠損を持つ変異体(5株)を取得することに成功し、今後さらなる研究の進展が期待される。
さらに、翻訳の停滞に伴うmRNA切断(NGD)の必須因子であるDom34/Hbs1合体の、高熱性古細菌を用いた結晶構造解析と、出芽酵母を用いた生化学的解析により、Dom34/Hbs1複合体が停滞したリボソームの空のA部位を認識し、終止コドン非依存的な翻訳終結反応に関与する可能性を示した(Proc.Natl.Acad.Sci.USA。2010)。
プロテアソームによる異常mRNA由来の異常タンパク質分解機構の解析
研究課題/領域番号:08J05890 2008年 - 2010年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
黒羽 一誠
配分額:1200000円 ( 直接経費:1200000円 )
異常mRNAにより生じた異常タンパク質は、正常なタンパク質の発現量や活性の低下を介して、様々な悪影響を細胞にもたらす可能性がある。そのため、細胞は、遺伝子発現の正確性を保証する品質管理機構を保持している。これまで、連続した塩基性アミノ酸配列が翻訳伸長の一時停止(翻訳アレスト)と、それに伴って翻訳途上のペプチド鎖がプロテアソームによって分解されることを明らかにしてきた(J.Biol.Chem.2009)。
本年度、特に新生ポリペプチド鎖依存的な翻訳アレストと異常mRNA由来のタンパク質分解機構に焦点をあてて解析を行った。その結果、翻訳アレストに必須な因子として40Sリボソーム結合因子RACK1を同定し、さらにRACK1の40Sリボソーム結合活性が翻訳アレストに必須であることを明らかにした(論文投稿中)。
また、多くの遺伝病の原因変異である未成熟終止コドンを持つmRNAはNonsense-mediated mRNA decay(NMD)によって分解されることが知られているが、このNMD経路においても、異常mRNA由来の異常タンパク質がプロテアソームによって迅速に分解されることを見いだした(EMBO Rep 2009)。また異常mRNAの翻訳についても解析し、終止コドンを持たないmRNAが効率よく翻訳され(Genes to Cells, 2009)、かつDom34/Hbs1が必要であることを見いだした(論文投稿中)。