2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the mechanism of nucleosome-enhanceosome conversion
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18K19305
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
緒方 一博 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (90260330)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仙石 徹 横浜市立大学, 医学部, 講師 (60576312)
浜田 恵輔 横浜市立大学, 医学部, 助教 (00344052)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 転写制御 / ヌクレオソーム / ヒストン修飾酵素 / クライオ電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
転写因子は遺伝子の転写制御において中心的な役割を果たすが、転写因子のエンハンサーへの作用機序については未だに不明な点が多く残されている。例えば、ゲノムDNAは単なるDNAとしてではなく、転写因子のDNA結合を阻害するヌクレオソームとして存在するが、転写因子群がどのようにして特異的な結合サイトを探し当て、結合し、転写を制御するのか、その素過程の理解は十分とはいえない。これまでの研究から、転写因子のゲノムDNAへの結合には、ヒストン修飾酵素群によるヒストン修飾が重要な役割を果たすと想定されている。本研究では、転写活性化に寄与するヒストン修飾酵素であるヒストンH3K36ジメチル化酵素NSD2に注目して、当該酵素のヌクレオソームに対する制御メカニズムを構造生物学的に解析した。
クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析法を用い、NSD2がヌクレオソームに結合した複合体の立体構造を2.8オングストローム分解能で決定することができた。標準的なヌクレオソーム構造においてH3K36は2本のDNA gyreに囲まれて空間的に込み入った位置に存在するが、NSD2はDNAが一部ほどけたヌクレオソームを結合し、それによりH3K36へのアクセスを可能としていた。また、先行研究で報告されたアポNSD2構造では自己阻害性ループが基質結合クレフトを塞いでいたが、今回のNSD2-ヌクレオソーム複合体構造では自己阻害性ループが構造変化することによりH3K36と周辺残基の基質結合クレフトへの結合を可能にすることが明らかになった。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] De novo ATP1A3 variants cause polymicrogyria2021
Author(s)
Miyatake Satoko、Kato Mitsuhiro、Kumamoto Takuma、Hirose Tomonori、Koshimizu Eriko、Matsui Takaaki、Takeuchi Hideyuki、Doi Hiroshi、Hamada Keisuke、（他31名）、Miyake Noriko、Suzuki Atsushi、Ohga Shouichi、Saitsu Hirotomo、Takahashi Hidehisa、Tanaka Fumiaki、Ogata Kazuhiro、Ohtaka-Maruyama Chiaki、Matsumoto Naomichi
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7
Pages: 2368～2368
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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