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2020 Fiscal Year Annual Research Report

In-vitro reconstitution of mitotic chromosomes

Research Project

Project/Area Number 18H02381
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

新冨 圭史  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (60462694)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords染色体 / 再構成 / トポイソメラーゼ / コンデンシン / カエル卵抽出液
Outline of Annual Research Achievements

トポイソメラーゼⅡα(トポⅡα)は、分裂期染色体の主要な構成タンパク質のひとつである。しかし、トポⅡαがどのように染色体構築に貢献しているのかについては、いまだ不明な点が多い。今回、私たちは、精製タンパク質からなる染色体再構成系において、反応条件を精緻に操作することによりトポⅡαの機能の詳細な解析を試みた。その結果、トポⅡαの染色体軸への集積はC末端ドメイン(CTD)に依存することが明らかになった。また、環状DNAを基質としたトポⅡαの酵素活性検定から、トポⅡαは異なる染色体間の絡まりを解くことにより個別化を促す一方で、染色体軸周辺では同一染色体内に絡まりを作ることによって染色体を太くする可能性が示された。興味深いことに、CTDは後者の反応にのみ必須であった。さらに、トポⅡαを除去したカエル卵抽出液においてヌクレオソーム形成を抑制すると、リンカーヒストンの集積した新規クロマチン凝集体が形成されることを見出した。ここにトポⅡαを加えると凝集体を溶解することができたが、CTDを欠いたトポⅡαではその活性が著しく減弱していた。これらの結果から、トポⅡαは天然変性領域であるCTDを活用してクロマチンが混雑した「密」な環境に入り込み、そこで適切に活性を発揮することによって染色体構築を促進すると考えられる。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Guiding functions of the C-terminal domain of topoisomerase IIα advance mitotic chromosome assembly2021

    • Author(s)
      Keishi Shintomi and Tatsuya Hirano
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41467-021-23205-w

  • [Presentation] 染色体内の混雑した環境におけるトポイソメラーゼⅡαのはたらき2021

    • Author(s)
      新冨圭史
    • Organizer
      新学術領域「非ゲノム情報複製」主催ウェビナー
    • Invited
  • [Presentation] 染色体内の混雑した環境におけるトポイソメラーゼⅡαのはたらき2021

    • Author(s)
      新冨圭史、平野達也
    • Organizer
      第38回 染色体ワークショップ・第19回 核ダイナミクス研究会
  • [Presentation] Reprogramming somatic cell nuclei in Xenopus egg extracts2020

    • Author(s)
      Keishi Shintomi
    • Organizer
      第93回 日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] Topoisomerase IIa utilizes its C-terminal domain to work in crowded environments of mitotic chromosome assembly2020

    • Author(s)
      Keishi Shintomi and Tatsuya Hirano
    • Organizer
      第43回 日本分子生物学会年会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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