2017 Fiscal Year Annual Research Report
The structural study of heterochromatin by cryo-EM
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16K18473
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
町田 晋一 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院助教) (50732195)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | クロマチン / エピジェネティクス / ヘテロクロマチン / ヌクレオソーム / ヒストン / HP1 / H3K9me3 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、染色体機能発現に重要なヘテロクロマチンの基盤構造を解明することである。真核生物のゲノムDNAはクロマチン構造を形成することで核内に高度に折りたたまれて収納されている。クロマチンはその折りたたみの程度を変化させることで、様々なDNAの機能発現を制御する。特に、高度に凝縮したクロマチン領域はヘテロクロマチンと呼ばれ、遺伝子発現や染色体機能発現に機能する。ヘテロクロマチンは、9番目のリジンがトリメチル化(H3K9me3)されたヒストンH3を含むクロマチンとHP1タンパク質との複合体を基盤して形成される。しかし、どのようにしてHP1がH3K9me3を含むクロマチンに結合し、ヘテロクロマチンが形作られていくのかは明らかになっていない。そこで、クロマチン(H3K9me3)とHP1との複合体を試験管内で再構成し、クライ電子顕微鏡解析により、その立体構造を明らかにした。明らかになった立体構造から、HP1はクロマチンの基本構成単位であるヌクレオソームをブリッジする形でクロマチンに結合していることが明らかになった。さらに、DNA結合活性を有するHP1はヌクレオソームを連結するリンカーDNAには結合していないことが明らかになった。本研究により、ヘテロクロマチンの基盤構造であるクロマチン(H3K9me3)とHP1との複合体の立体構造が明らかになった。その立体構造は、ヘテロクロマチンによる遺伝子発現制御や染色体機能制御のメカニズム解明に重要な知見となることが予想される。
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[Journal Article] Histone H3 Methylated at Arginine 17 Is Essential for Reprogramming the Paternal Genome in Zygotes.2017
Author(s)
Hatanaka Y, Tsusaka T, Shimizu N, Morita K, Suzuki T, Machida S, Satoh M, Honda A, Hirose M, Kamimura S, Ogonuki N, Nakamura T, Inoue K, Hosoi Y, Dohmae N, Nakano T, Kurumizaka H, Matsumoto K, Shinkai Y, Ogura A.
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 20
Pages: 2756-2765
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Xeroderma pigmentosum group C protein interacts with histones: Regulation by acetylated states of histone H3.2017
Author(s)
Kakumu, E., Nakanishi, S., Shiratori, H., Kato, A., Kobayashi, W., Machida, S., Yasuda, Takeshi, Adachi, N., Saito, N., Ikura, T., Kurumizaka, H., Kimura, H., Yokoi, M., Sakai, W., Sugasawa, K.
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Journal Title
Genes to Cells
Volume: 22
Pages: 310-327
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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