染色体構築に必須な２つのコンデンシン複合体の生化学的解析と可視化

• Project/Area Number: 13J05186
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Genetics/Genome dynamics
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 竹内 康造 国立研究開発法人理化学研究所, 平野染色体ダイナミクス研究室, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,960,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 染色体構築 / コンデンシン / クロマチン / ミニ染色体 / カエル卵抽出液 / 染色体 / 分子活性 / 生化学的解析

Outline of Annual Research Achievements

コンデンシンは分裂期染色体の構築に必須なタンパク質複合体である。カエル卵抽出液から精製したコンデンシンIは、ATPの加水分解を利用して2重鎖DNAに正の超らせんを導入することが知られており、染色体構築の本質的な反応のひとつと考えられている。しかしこれまでの機能解析は主に裸のDNAを基質としたものであり、コンデンシンがいかにして生体内の基質であるクロマチンに作用するかという点はよく分かっていない。本研究ではこの問題を解決するために、操作が容易であり、かつ細胞内に近い環境で形成されたクロマチン基質を使った実験系の確立を目指した。精子クロマチンを分裂期のカエル卵抽出液とインキュベートすると、単一染色分体からなる染色体（精子クロマチン由来染色体と呼ぶ）が形成される。一方、裸の環状DNAを同じ抽出液とインキュベートすると、ヌクレオソームを基盤とした「ミニ染色体」と呼ばれる構造が形成される。これまでに、ミニ染色体のタンパク質組成が精子クロマチン由来染色体のそれとよく一致することを解明し、カエル卵抽出液内でミニ染色体に対するコンデンシンの結合を解析する実験系を構築した。本年度は、カエル卵抽出液内で形成したミニ染色体をショ糖密度勾配遠心により精製する方法を確立し、試験管内でミニ染色体に対するコンデンシンの結合を解析することが可能になった。これらの新たな実験系を組み合わせることで、精子クロマチンを基質とした実験系では得られなかった、より詳細なコンデンシンの分子メカニズムの理解が可能になると期待される。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The centromeric nucleosome-like CENP-T-W-S-X complex induces positive supercoils into DNA. (2013)
  • Author(s): Kozo Takeuchi, Tatsuya Nishino, Kouta Mayanagi, Naoki Horikoshi, Akihisa Osakabe, Hiroaki Tachiwana, Tetsuya Hori, Hitoshi Kurumizaka and Tatsuo Fukagawa.
  • Journal Title: Nucleic Acids Research Volume: 42 Issue: 3 Pages: 1644-1655
  • DOI: 10.1093/nar/gkt1124
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] クロマチンを基質としたコンデンシンの機能解析 (2015)
  • Author(s): 竹内康造、木下和久、新冨圭史、大隅圭太、平野達也
  • Organizer: BMB2015 (第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01