2022 Fiscal Year Annual Research Report
Structural elucidation of the multi-subunit interactions that establish the transcriptional unity mechanism
| Project Area | Elucidation of the mechanisms of transcriptional unity by understanding spatiotemporal multifactorial interactions |
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| Project/Area Number |
21H05161
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
仙石 徹 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (60576312)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Keywords | エピジェネティクス / 転写 / クライオ電顕 / ユビキチン化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
転写ユニティー中のヒストン修飾酵素とヌクレオソームとの相互作用、およびその触媒制御機構について研究を行った。ヒストンH2Bのリジン120のモノユビキチン化（H2BK120ub）は、ヒストン修飾クロストークの上流に位置し、H3K4およびH3K79のメチル化を促進し、転写伸長やDNA修復を制御している。ヒトにおいて、H2BK120ubはBre1A/RNF20とBre1B/RNF40という相同な2種類のタンパク質からなるヘテロ2量体がE3酵素として働くことで導入される。Bre1AやH2BK120ubのレベル低下は多くのがんで観察されており、H2BK120ubはがん抑制機能を持つと考えられている。Bre1複合体によるH2BK120特異的モノユビキチン化とその制御機構に関する知見を得るため、我々はクライオ電子顕微鏡を用いてBre1複合体がヌクレオソームに結合した構造を決定した。密度マップからはBre1AとBre1Bに由来するとみられる2つのRINGドメインがヌクレオソームの酸性パッチとDNAに結合している様子が確認できた。これらの相互作用に重要な役割を果たすArg残基に変異を導入して生化学的解析を行ったところ、ユビキチン化活性の低下が認められた。Bre1領域の密度を改善するためにプログラムCryoSPARCを使って3D-Flex解析を行い、密度の改善が認められると共にDNAと結合するBre1サブユニットの運動性が確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍による混乱を除けば研究は順調に進展しており、Bre1-ヌクレオソーム複合体の立体構造を決定し機能解析を推敲することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
Bre1の構造解析については海外グループとの競争が存在するため論文化を急ぐ。また、他のヒストン修飾酵素複合体についても共発現による再構成とそれに続く立体構造決定を試みる。
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