Structural analyses of "abnormal" structures of histone proteins induced by DNA damage using synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K12825
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Risk sciences of radiation and chemicals
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Izumi Yudai 広島大学, 放射光科学研究センター, 助教 (20595772)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: DNA損傷応答 / ヒストン / 円二色性 / 翻訳後修飾 / 放射光

Outline of Final Research Achievements

This work revealed that the global structural changes in histone H3 proteins induced by lysine-4 or -9 mono-, di-, and tri-methylation, which are part of the critical post-translational modifications for DNA damage responses, using synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy. The structural alterations occurred at residues not only close to but also distant from the methylated sites. These alterations would regulate the interactions between modified histones and other molecules and play an important role in DNA damage responses.

Free Research Field

放射線生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

DNA損傷修復機構を理解する上で重要な要因の一つである修飾されたヒストンタンパク質の構造は未解明の部分が多い。本研究は、メチル化によりヒストンタンパク質H3全体の構造が変化し得ることを初めて示した。修飾によって生じるヒストンの構造変化過程を解明することは、DNA損傷修復機構の全容解明に寄与すると期待され、本研究はその端緒を開いたと考えられる。またこれらの成果は、将来的に、ヒストンの修飾を人工的に制御することで抗がん作用などの薬効を得るエピジェネティック薬の開発にもつながると期待される。