クロマチン構造と共役した転写因子動態の分子シミュレーション研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Integral understanding of the mechanism of transcription cycle through quantitative, high-resolution approaches |
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| Project/Area Number |
15H01351
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高田 彰二 京都大学, 理学研究科, 教授 (60304086)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Fiscal Year 2016: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | クロマチン / 転写因子 / 分子シミュレーション / ChIP-seq / ヌクレオソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、１）独自の粗視化分子シミュレーション技法にChIP-seq のデータを取り込む新しい方法を開発し、２）クロマチン構造が転写因子動態に及ぼす影響、およびその逆を、分子構造に基づいて高い時間空間分解能で明らかにすることであった。
１について、Protein Binding MicroarrayのデータべースUniPROBEからPosition Weight Matrixを得、それを蛋白質DNA相互作用に反映させて分子動力学シミュレーションを行う手法を開発し、実装することに成功している。塩基配列特異性を反映させるために、蛋白質とDNAの距離だけでなく角度にも依存する相互作用関数を導入した。これを利用して、TATA結合蛋白質等の種々のDNA結合蛋白質の分子シミュレーションを行い、結合動態を解析した。興味深いことにTATA結合蛋白質は、非特異的な配列に対しては静電相互作用を通じて、特異的な結合面と反対の側を向けて相互作用する確率が比較的高かった。そのため、特異配列に到達しても、結合面が異なるために特異配列を通過する現象が見られた。
２について、2本鎖DNA上にテトラサイクリンリプレッサーあるいはEcoRIを障害物として結合させた系に、小型転写因子のDNA結合ドメインであるwing helix domainを置いて、小型転写因子の動態を解析した。小型転写因子はテトラサイクリンリプレッサー結合部位を容易に通過することができたが、EcoRI結合部位の通過はかなり難しかった。これは、障害物分子の形状と関係しており、EcoRIがDNAを巻くように結合していることに起因している。また、障害物があることによって、小型転写因子のDNAからの解離が誘導されることを見出した。障害物近傍では、DNAからの負の静電ポテンシャルが弱まっており、それが小型転写因子の結合を弱め、解離を誘導した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
