2019 Fiscal Year Annual Research Report
The mechanism of nucleosome structure regulated by G-quadruplex
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17K05930
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
大吉 崇文 静岡大学, 理学部, 准教授 (80406529)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | グアニン四重鎖 / ヒストン修飾 / テロメア / ヌクレオソーム / RGG領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ゲノム中のDNAが形成するグアニン四重鎖を介したヌクレオソーム構造制御機構の解明を目的としている。これまでの研究期間で、グアニン四重鎖結合タンパク質であるTLS/FUSが、ヌクレオソームをヘテロクロマチン化させることで、転写を抑制していることがわかった。さらに、このTLS/FUSのグアニン四重鎖の認識機構を試験管の実験で詳細に解析した。その結果、このタンパク質中のC末端のアルギニンーグリシンーグリシンの繰り返し領域（RGG領域）が、この領域が形成する緩やかな二次構造であるβスパイラル構造に依存してグアニン四重鎖に結合することがわかった。このRGG領域やRNA認識モチーフ（RRM）領域は、グアニン四重鎖結合タンパク質に多く含まれている。一方で、非特異的に核酸に結合するタンパク質にもこれらのモチーフは広く保存されているが、それぞれの核酸認識機構がわかっていない。そこで、本年はRGG領域やRRMによるグアニン四重鎖認識機構を解析した。特に、今回はグアニン四重鎖結合性が知られているNucleolinを用いた。その結果、RGG領域中に含まれる芳香族アミノ酸であるチロシンとフェニルアラニンがグアニン四重鎖結合性に重要であることがわかった。さらに、これらの芳香族アミノ酸はグアニン四重鎖の安定化に寄与していることがわかった。一方、RRMはグアニン豊富な１本鎖核酸に結合する性質があり、グアニン四重鎖構造の１本鎖末端に結合することでこの構造を安定化することがわかった。RGG領域やRRMはガンや神経変性疾患に関係する多くの核酸結合タンパク質の中に存在している。今回の結果は、これらの疾患に関わる核酸結合タンパク質によるグアニン四重鎖の機能解明に広く貢献できると考えられる。
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