長鎖DNAの折り畳み構造の多様性と遺伝子発現のダイナミックス

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11837019
• Research Institution: College of Nagoya Bunri University
• Principal Investigator: 吉川 祐子 名古屋文理短期大学, 食物栄養学科, 助教授 (80291871)
• Keywords: 長鎖DNA / 折り畳み構造 / 蛍光顕微鏡 / ヒストンH1

Research Abstract

真核細胞中で、DNAは、ヒストンタンパク質の作用により高次に凝縮してクロマチンを形成しており、この折り畳み構造がどのように制御されているかが、遺伝子発現のメカニズムを考える上でも重要である。これまで、蛍光顕微鏡と電子顕微鏡を活用することにより、個々のDNAの折り畳み構造がどのように制御されているかをin vitroの実験から系統的に調べてきた。
今回、DNA-ヒストンH1複合体の溶液中での高次構造変化を直接蛍光顕微鏡で観察し、抗体染色法も用いて、塩濃度に依存したDNA鎖上でのヒストンH1の分布を調べた。結果として、DNA鎖に沿って,数kbpのサイズの折り畳まれた部分(ミニグロビュール)が繰り返し現れ,その間をコイル状の構造がつなぐといった,いわゆる"真珠の首飾り"様の凝縮構造をとっていることが明らかとなった。このDNA・ヒストンH1複合体は,塩濃度に依存してその構造を著しく変化させることも明らかとなった。これまでに、実際に取り出したクロマチンを用いた実験で、"脱凝縮"している部分ではヒストンH1が少なく,"凝縮"している部分ではヒストンH1が多く分布しているとの報告もあり、今後ヒストンH1が誘起する部分凝縮構造について,その生物的な意味を探ることは大きな意味があるものと思われる.今回の結果を踏まえて、さらにDNAの折り畳み構造と生物学的機能の関係を追究していきたいと考えている。

Research Products

• [Publications] Yuko Yoshikawa: "Self-assembled pearling structure of long duplex DNA with histone H1"Eur. J. Biochem. 268. 2593-2599 (2001)
• [Publications] Shin-ichirou, M.Nomura: "Towards proto-cells : primitive lipid vesicles encapsulating giant DNA and Its histone complex"Chem Bio Chem.. 6. 457-459 (2001)
• [Publications] Kenichi Yoshikwa: "All-or-none folding transition in giant mammalian DNA"Chem. Phys. Lett.. (印刷中). (2002)