高次クロマチン形成の構造生物学的解析

• Project/Area Number: 24870027
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 越阪部 晃永 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (70632107)
• Project Period (FY): 2012-08-31 – 2014-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: クロマチン / リンカーヒストン / ヌクレオソーム / クロマトソーム / 結晶構造解析

Research Abstract

本研究の目的は、リンカーヒストンタンパク質H1の高次クロマチン形成における機能を構造生物学的手法によって明らかにすることである。真核生物において、長大なゲノムDNAは核内のタンパク質群とクロマチンを形成し、核内に収納される。クロマチンは主にヒストンタンパク質(H1、H2A、H2B、H3、H4)とDNAからなり、各２分子のコアヒストン(H2A、H2B、H3、H4)によって形成されるヒストン８量体にDNAが巻き付いたヌクレオソームが基本単位となる。さらに、ヌクレオソーム間のリンカーDNAにリンカーヒストンH1が結合し、高次に折り畳まれたクロマチンを形成する。一方で、クロマチンはダイナミックに構造変換を起こすことが知られており、遺伝子発現の調節のみならず、DNAの複製、修復、組換えなど様々なDNA機能発現と密接に関与していることが示され、近年注目されている。このようなクロマチンのダイナミクスはリンカーヒストンが結合した高次のクロマチン構造形成によって成立すると考えられており、H1が結合したヌクレオソーム（クロマトソーム）の立体構造を明らかにすることは非常に重要である。そこで本研究では、クロマトソームのX線立体構造を明らかにするために、申請者らの生化学的解析によってクロマトソームの形成に適した長さにデザインしたDNAを用いて、ヌクレオソームの試験管内再構成を行った。再構成したヌクレオソームにリンカーヒストンシャペロンNap1を用いてH1を結合させ、クロマトソームの形成を行った。その後、分取用電気泳動装置プレップセルによってクロマトソームの高純度精製を行った。精製したクロマトソームを用いて、ハンギングドロップ蒸気拡散法によって結晶化を行った。その結果、クロマトソームの単結晶を得ることに成功した。

Current Status of Research Progress

Reason

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Nap1 regulates proper CENP-B binding to nucleosomes (2013)
  • Author(s): Tachiwana H, Miya Y, Shono N, Ohzeki J, Osakabe A, Otake K, Larionov V, Earnshaw WC, Kimura H, Masumoto H, Kurumizaka H
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 5 Issue: 5 Pages: 2869-2880
  • DOI: 10.1093/nar/gks1464
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vertebrate Spt2 is a novel nucleolar histone chaperone that assists in ribosomal DNA transcription (2013)
  • Author(s): Osakabe A, Tachiwana H, Takaku M, Hori T, Obuse C, Kimura H, Fukagawa T, Kurumizaka H
  • Journal Title: J. Cell Sci Volume: 126 Pages: 1323-1332
  • DOI: 10.1242/jcs.112623
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histone chaperone activity of Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI, is required for DNA crosslink repair (2012)
  • Author(s): Koichi Sato. Masamichi Ishiai, Kazue Toda, Satoshi Furukoshi, Akihisa Osakabe, Hiroaki Tachiwana, Yoshimasa Takizawa, Wataru Kagawa, Hiroyuki Kitao, Naoshi Dohmae, Chikashi Obuse, Hiroshi Kimura, Minoru Takata, Hitoshi Kurumizaka
  • Journal Title: The EMBO Journal Volume: 31 Issue: 17 Pages: 3524-3536
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.197
  • Peer Reviewed
• [Presentation] リンカーヒストンH1サブタイプを含むクロマトソームの生化学的解析 (2012)
  • Author(s): 越阪部晃永、加藤大貴、高久誉大、町田晋一、林田亮太、立和名博昭、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] 新規ヒストン相互作用因子hsSpt2の核小体クロマチンダイナミクスにおける機能 (2012)
  • Author(s): 越阪部晃永、立和名博昭、高久誉大、堀哲也、小布施力史、木村宏、深川竜郎、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Remarks] 胡桃坂研究室ホームページ
  • URL: http://www.eb.waseda.ac.jp/kurumizaka/