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Structural basis for histone discrimination mechanism by FACT

Research Project

Project/Area Number 21K06021
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 43010:Molecular biology-related
Research InstitutionOsaka University (2022-2023)
Yokohama City University (2021)

Principal Investigator

津中 康央 (津中康央)  大阪大学, 大学院工学研究科, 特任助教(常勤) (40551552)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsFACT / ヒストンバリアント / ヌクレオソーム / ヒストン交換 / ヒストンテイル / 構造生物学 / クロマチンリモデリング
Outline of Research at the Start

クロマチンを構成する標準的なヒストンのヒストンバリアントへの交換反応は、ユークロマチンやヘテロクロマチンなどの特徴的なクロマチン構造の構築に寄与する。ヒストンシャペロンFACTはこのヒストン交換反応を促すことがわかっている。そこで本研究ではFACTがどのようにして標準的なヒストンとバリアントを識別し、ヌクレオソーム構造を変化させているのかを立体構造の観点から明らかにする。具体的にはX線結晶構造解析、電子顕微鏡解析、核磁気共鳴 (NMR) 解析などの手法を駆使し、FACTとヒストンの結合部位で各種ヒストンを明確に識別する部位を立体構造で可視化する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、FACTがどのように標準的なヒストンとヒストンバリアントを識別し、ヌクレオソーム構造を変化させているのかを明らかにしたい。そのために昨年度は、これまで見つかっていないヒストン側のFACT相互作用部位を同定した。今年度は、昨年度に同定された結合部位のうち、FACTと関連するヒストンバリアントで保存されていない領域のアミノ酸残基をバリアント型に変異させたものを遺伝子構築し、発現、精製を試みた。しかしながら、発現量が少なく、ヌクレオソームを再構成できる量を得ることができていない。変異体のコドンなどを改良して、発現量を多くする工夫を現在試みている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

FACTと関連するヒストンバリアントで保存されていない領域のアミノ酸残基をバリアント型に変異させたものの発現、精製が遅れているため。

Strategy for Future Research Activity

FACTと関連するヒストンバリアントで保存されていない領域のアミノ酸残基をバリアント型に変異させたものを遺伝子構築し、変異体の発現精製を行う。発現量の少ないものに関しては、コドンなどを改良し、発現量を向上させる。うまく発現精製できたものに関してヌクレオソームを再構成し、ヒストン交換反応が変化するかどうかを調べる予定。さらに、ヒストンバリアントの標準的ヒストンへの変異の効果も同様に調べる予定である。これらの生化学的解析により、この部位が本当にFACTによるヒストン識別部位か否か、さらに ヒストン交換反応にどのような効果があるのかを明らかにする。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] FACT modulates the conformations of histone H2A and H2B N-terminal tails within nucleosomes2022

    • Author(s)
      Tsunaka Yasuo、Ohtomo Hideaki、Nishimura Yoshifumi
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 814-814

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03785-z

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Histone tail network and modulation in a nucleosome2022

    • Author(s)
      Tsunaka Yasuo、Furukawa Ayako、Nishimura Yoshifumi
    • Journal Title

      Current Opinion in Structural Biology

      Volume: 75 Pages: 102436-102436

    • DOI

      10.1016/j.sbi.2022.102436

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic structures of intrinsically disordered proteins related to the general transcription factor TFIIH, nucleosomes, and histone chaperones2022

    • Author(s)
      Okuda Masahiko、Tsunaka Yasuo、Nishimura Yoshifumi
    • Journal Title

      Biophysical Reviews

      Volume: 14 Issue: 6 Pages: 1449-1472

    • DOI

      10.1007/s12551-022-01014-9

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] クライオ電顕構造とNMR解析を組み合わせてFACTを介したヒストンテイルの動的構造変化にせまる2021

    • Author(s)
      津中 康央, 大友 秀明, 森川 耿右, 西村 善文
    • Organizer
      第39回染色体ワークショップ・ 第20回核ダイナミクス研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] FACTを介したヒストンH2A、H2Bテイルの動的構造変化の解明2021

    • Author(s)
      津中 康央, 大友 秀明, 森川 耿右, 西村 善文
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] FACT蛋白質はヌクレオソームの動的構造変化を誘導し、そのアクセスビリティを制御する2021

    • Author(s)
      津中 康央
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 相関構造生物学によるFACTを介したヒストンH3テイルの動的構造変化の解明2021

    • Author(s)
      津中康央, 大友秀明, 森川耿右, 西村善文
    • Organizer
      第21回日本蛋白質科学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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