ヒストンH3バリアントとその相互作用因子によるクロマチン形成機構の解析

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09J04280
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 越阪部 晃永 早稲田大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: ヒストン / ヒストンバリアント / ヌクレオソーム / ヒストンシャペロン / NASP

Research Abstract

本研究の目的は、ヌクレオソームの構成因子であるヒストンH3のバリアントやそれらと相互作用する因子群を、生化学的および構造生物学的手法を用いて解析し、H3バリアントおよび相互作用因子群によるクロマチン構造形成のメカニズムを明らかにすることである。申請者はこれまでに、H3バリアント相互作用因子群を同定する為に、プロテオーム解析を行い、H3バリアント相互作用因子としてNASP(Nuclear Autoantigenic Sperm Protein)を同定した。NASPは、これまでの報告から細胞周期の移行やDNA複製に重要な因子であると考えられている。そこで、NASPの詳細な機能を解析する為に、申請者はすべての体細胞での発現が確認されているアイソフォームであるsomatic NASP (sNASP)をリコンビナントタンパク質として高純度に精製を行い、生化学的解析を行った。その結果、sNASPはコアヒストンに直接結合し、ヌクレオソームの形成を促進する活性を有することが明らかになった。さらに、これらの活性はH3バリアントによって大きく異なることが明らかになった。これらを含めた成果は、申請者が第一著者としてJournal of Biological Chemistryに掲載された。
また、精巣での高発現が確認されているものの、機能未知なH3バリアントであるH3Tを含むヌクレオソームを、試験管内で再構成した。再構成したH3Tヌクレオソームを用いた生化学的解析の結果、H3Tヌクレオソームは通常のヌクレオソームに比べて著しく不安定であることがわかった。さらに、H3Tを含むヌクレオソームの結晶化を行い、得られた結晶からX線結晶構造解析を行うことに成功した。これらの成果は、申請者が共著者としてProceedings of the National Academy of Sciencesに掲載された。

Research Products

• [Journal Article] Structural and biochemical analyses of the human PAD4 variant encoded by a functional haplotype gene. (2011)
  • Author(s): Horikoshi N, Tachiwana H, Saito K, Osakabe A, Sato M, Yamada M, Akashi S, Nishimura Y, Kagawa W, Kurumizaka H.
  • Journal Title: Acta Crystallographica.Section D, Biological Cry stallography Volume: 67(pt2) Pages: 112-118
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nucleosome formation activity of human somatic nuclear autoantigenic sperm protein(sNASP). (2010)
  • Author(s): Osakabe A, Tachiwana H, Matsunaga T, Shiga T, Nozawa RS, Obuse C, Kurumizaka H.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 285(16) Pages: 11913-11921
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural basis of instability of the nucleosome containing atestis-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: Proceedings of the National Academy of Sciences Volume: 107(23) Pages: 10454-10459
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Biochemical and cell biological analyses of a novel histone interacting factor, SPT2 (2011)
  • Author(s): Akihisa Osakabe, Hiroaki Tachiwana, Tetsuya Hori, Chikashi Obuse, Hiroshi Kimura, Tatsuo Fukagawa, Hitoshi Kurumizaka
  • Organizer: International Symposium 'Physicochemical Field for Genetic Activities'
  • Place of Presentation: Awaji Yumebutai International Conference Center
  • Year and Date: 2011-01-24
• [Presentation] Functional analyses of the Fanconi anemia protein, FANCD2 (2011)
  • Author(s): Koichi Sato, Masamichi Ishiai, Kazue Toda, Satoshi Furukoshi, Akihisa Osakabe, Hiroaki Tachiwana, Naoshi Dohmae, Chikashi Obuse, Hiroshi Kimura, Minoru Takata, Hitoshi Kurumizaka
  • Organizer: International Symposium 'Physicochemical Field for Genetic Activities'
  • Place of Presentation: Awaji Yumebutai International Conference Center
  • Year and Date: 2011-01-24
• [Presentation] The Crystal Structure of Centromere Specific Nucleosome (2011)
  • Author(s): Hiroaki Tachiwana, Wataru Kagawa, Tatsuya Shiga, Akihisa Osakabe, Yoko Hayashi-Takanaka, Sam-Yong Park, Hiroshi Kimura, Hitoshi Kurumizaka
  • Organizer: International Symposium 'Physicochemical Field for Genetic Activities'
  • Place of Presentation: Awaji Yumebutai International Conference Center
  • Year and Date: 2011-01-24
• [Presentation] ヒストンH3バリアントCENP-Aを含むヌクレオソームのX線結晶構造解析 (2011)
  • Author(s): 立和名博昭、香川亘、志賀達也、越阪部晃永、林(高中)陽子、朴三用、木村宏、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第28回 染色体ワークショップ
  • Place of Presentation: 加賀-山代温泉 瑠璃光
  • Year and Date: 2011-01-12
• [Presentation] DNA結合活性を有するCCANタンパク質群の機能解析(Functional analysis of the CCAN proteins which have DNA-binding activities) (2010)
  • Author(s): 竹内康造、堀哲也、西野達哉、立和名博昭、越阪部晃永、胡桃坂仁志、深川竜郎
  • Organizer: 第33回 日本分子生物学会年会 第83回 日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] ファンコニ貧血原因遺伝子産物FANCD2およびFANCIの複合体形成と機能解析(Complex formation and functional analysis of the Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI) (2010)
  • Author(s): 佐藤浩一、戸田和江、古越聡、越阪部晃永、立和名博昭、香川亘、堂前直、石合正道、小布施力史、木村宏、高田穣、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第33回 日本分子生物学会年会 第83回 日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] セントロメア領域に特異的なヌクレオソームのX線結晶構造解析(Crystal structure of the centromere-specific nucleosome) (2010)
  • Author(s): 立和名博昭、香川亘、志賀達也、越阪部晃永、林(高中)陽子、木村宏、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第33回 日本分子生物学会年会 第83回 日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] CENP-Aターゲッティングドメインを含むH3変異体が形成するヌクレオソームのX線結晶構造解析(Crystal structure of H3CATD nucleosome) (2010)
  • Author(s): 志賀達也、立和名博昭、香川亘、越阪部晃永、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第33回 日本分子生物学会年会 第83回 日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] 新規ヒストン結合因子ヒトSPT2のDNA損傷修復における機能解析(Functional analyses of novel histone interacting factor human SPT2 in DNA damage repair) (2010)
  • Author(s): 越阪部晃永、立和名博昭、堀哲也、小布施力史、木村宏、深川竜郎、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第33回 日本分子生物学会年会 第83回 日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] ヒストンバリアントを含むヌクレオソームの構造多様性と機能(Structural and functional versatility of human nucleosome containing histone variants) (2010)
  • Author(s): 胡桃坂仁志、立和名博昭、香川亘、志賀達也、越阪部晃永、林(高中)陽子、木村宏
  • Organizer: 第33回 日本分子生物学会年会 第83回 日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] ヒストンシャペロンsNASPの生化学的解析 (2010)
  • Author(s): 越阪部晃永、立和名博昭、松永嵩明、志賀達也、野澤竜介、小布施力史、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第9回 核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: ラフォーレ修善寺
  • Year and Date: 2010-05-28
• [Presentation] ヒストンバリアントH3Tを含むヌクレオソームの構造解析および生化学的解析 (2010)
  • Author(s): 立和名博昭、香川亘、越阪部晃永、志賀達也、林一高中陽子、木村宏、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第9回 核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: ラフォーレ修善寺
  • Year and Date: 2010-05-27
• [Presentation] Fanconi貧血原因遺伝子FANCD2およびFANCIの機能解析 (2010)
  • Author(s): 佐藤浩一、石合正道、戸田和江、古越聡、越阪部晃永、立和名博昭、堂前直、小布施力史、木村宏、高田穣、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第9回 核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: ラフォーレ修善寺
  • Year and Date: 2010-05-27
• [Remarks] 所属研究室のwebページ
  • URL: http://www.eb.waseda.ac.jp/kurumizaka/