Structural and functional studies of macromolecular complexes in the nucleus

2010 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: The physicochemical field for genetic activities
• Project/Area Number: 20114005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: KURUMIZAKA Hitoshi Waseda University, 理工学術院, 教授 (80300870)
• Project Period (FY): 2008 – 2012
• Keywords: ヒストン / 染色体 / ヌクレオソーム / クロマチン / エピジェネティクス

Research Abstract

局所的・過渡的に誘起される染色体の核内配置や構造変動は、遺伝子の発現、DNAの複製、組換え、修復の制御に重要な役割を果たしている。このような染色体のダイナミクスを、遺伝情報収納・発現・継承のための「場」の実体として考え、それらの動作メカニズムを生化学的および構造生物学的手法により解析する。そして、本学術領域の目的である、遺伝情報「場」の実体解明のための、基盤情報を得ることを目指す。
(1)具体的には、まず、核内複合体の機能・構造解析をクロマチンレベルで行うために、クロマチンをリコンビナント蛋白質群によって再構成する系を確立する。それによって、細胞内ではヒストンの修飾などのために不均一な状態であるクロマチンを、解析が可能な均一な複合体として得ることを可能にする。そして再構成クロマチン自体の構造的・機能的性質を生化学的および構造生物学的手法により解析し、クロマチン高次構造と機能発現との相関を明らかにする。
(2)また、クロマチンの機能発現に重要な新規の核内複合体を同定するために、コアヒストンに結合する因子群の解析をプロテオミクス法によって行う。
(3)さらに、ダイナミックなクロマチン構造変換期、例えば細胞増殖や生殖細胞形成の際、に働く蛋白質群に着目し、これらの蛋白質に結合する因子群をプロテオミクス法により同定する。これらの解析から、局所的・過渡的に染色体の配置や構造変換に機能する核内複合体の同定を行う。並行して、これらの核内複合体の再構成を行い、それらの機能・構造解析を行う。

Research Products

• [Journal Article] Single-stranded DNA catenation mediated by human EVL and a type I topoisomerase. (2010)
  • Author(s): Takaku, M., Takahashi, D., Machida, S., Ueno, H., Hosoya, N., Ikawa, S., Miyagawa, K., Shibata, T., Kurumizaka, H.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 38 Pages: 7579-7586
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural basis of instability of the nucleosome containing a testis-specific histone variant, human H3T. (2010)
  • Author(s): Tachiwana, H., Kagawa, W., Osakabe, A., Kawaguchi, K., Shiga, T., Hayashi-Takanaka, Y., Kimura, H., Kurumizaka, H.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 107 Pages: 10454-10459
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nucleosome formation activity of human sNASP. (2010)
  • Author(s): Osakabe, A., Tachiwana, H., Matsunaga, T., Shiga, T., Nozawa, R., Obuse, C., Kurumizaka, H.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 285 Pages: 11913-11921
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human PSF binds to RAD51 and modulates its homologous-pairing and strand-exchange activities. (2009)
  • Author(s): Morozumi, Y., Takizawa, Y., Takaku, M., Kurumizaka, H.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 37 Pages: 4296-4307
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recombination activator function of the novel RAD51- and RAD51B-binding protein, Human EVL. (2009)
  • Author(s): Takaku, M., Machida, S., Hosoya, N., Nakayama, S., Takizawa, Y., Sakane, I., Shibata, T., Miyagawa, K., Kurumizaka, H.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 284 Pages: 14326-14336
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Atomic resolution structures of the human nucleosomes containing histone variants. (2011)
  • Author(s): Kurumizaka, H.
  • Organizer: International Symposium on the Physcochemical Field for Genetic Activities.
  • Place of Presentation: Awaji, Japan.
  • Year and Date: 20110124-20110126
• [Book] 発がん防御に重要な相同組換えの分子機構、乳癌-基礎と臨床の架け橋- (2010)
  • Author(s): 齊藤健吾、香川亘、胡桃坂仁志
  • Total Pages: 76(13138)-88(13309)
  • Publisher: 最新医学社