2018 Fiscal Year Research-status Report
Cryo-EM structure analysis of transcription elongation complexes
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18K14643
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
江原 晴彦 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (80634766)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 構造生物学 / 転写 / Cryo-EM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
mRNAの転写を司るRNAポリメラーゼII(PolII)は，真核生物による遺伝子発現において中核的な役割を果たすタンパク質複合体である．PolIIによる転写伸長は，転写伸長因子をはじめとする様々なタンパク質群によって高度に制御されていることが知られており，その過程を分子レベルで理解してゆくことは，遺伝子発現やその制御に関わる謎を解明するために，非常に重要である．本年度は，Spt4/5, Spt6, Elf1, Paf1C等の転写伸長因子について，発現系の作成と，精製条件の検討を行い，それらの多くについて，大量かつ高純度のタンパク質試料の調製に成功した．また，複合体の構造解析に向けた準備として，それらの転写伸長因子と，転写伸長因子を模擬した核酸，及びPolIIとの間で，結合条件の検討などを行った．さらに，転写因子の中には，リン酸化によって制御を受けるものがあるため，キナーゼの調製，およびキナーゼによるリン酸化条件の検討なども行った．これらに加えて，精製したタンパク質を用いたin vitroでの転写伸長実験を様々な条件下で行ったところ，Elf1という転写伸長因子が，その他の転写因子と協働することで，ヌクレオソームDNAの転写を強く促進する，ということを新しく発見することができた．それらの転写因子群が結合したPolIIが，ヌクレオソームを転写している途中の複合体を調製し，Cryo-EM単粒子解析を行うことで，それらの因子がヌクレオソームDNAの転写を促進する分子メカニズムを明らかにすることができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
様々な転写伸長因子のサンプル調製や，それらとPolIIとの複合体形成実験については，概ね予定通りに進んでいる．その過程において，Elf1とヌクレオソームとの関わりについて予期せぬ発見があり，構造解析も併せて大きな成果とすることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
さらに多くの種類の転写伸長因子について，サンプル調製を行い，PolII等との安定な複合体形成を試みる．有望なもの，興味深いものから，クライオ電顕を用いた構造解析を行う．
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| Causes of Carryover |
予想以上に研究が進捗し，論文執筆等を優先したため，次年度使用額が生じた．本年度は，研究成果発表のための旅費を多く見込む他，実験に必要な備品や消耗品を購入する予定である．
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