2021 Fiscal Year Annual Research Report
DNAカーテンと粗視化シミュレーションによるコンデンシン分子モーターの機構解明
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19H03194
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺川 剛 京都大学, 理学研究科, 助教 (20809652)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 蛍光顕微鏡観察 / DNAカーテン / 粗視化分子動力学シミュレーション / コンデンシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンデンシンは、有糸分裂期に分子モーターとして染色体ループを形成することで、染色体凝集を引き起こすタンパク質である。これまでの研究では、コンデンシンが染色体ループを形成する分子機構がわかっていなかった。特に、ヌクレオチド状態によって、どのように構造変化するかということと、ヌクレオソームのような障害物がある環境で分子モーターとして機能できるかということはわかっていなかった。本年度の研究では、高速原子間力顕微鏡と粗視化分子動力学シミュレーションを用いて、コンデンシンがヌクレオチドと結合していないときには棒状の構造になり、ATPと結合するとリング状構造になり、ADPと結合するとV字状構造になることを明らかにした。ヌクレオチド状態依存的にこれらの構造間を遷移することで染色体ループを形成するものと考えられるため、この成果は染色体ループ形成機構の解明に向けた大きな一歩である。また、DNAカーテン法を用いた一分子蛍光顕微鏡観察によって、コンデンシンが速いモードと遅いモードの2種類のモードでDNA上を歩進することがわかった。また、ヌクレオソームなどのDNA上の障害物を乗り越えることができるのは速いモードだけであることがわかった。これらの結果は、コンデンシンが裸のDNA上だけでなく染色体上で分子モーターとして機能できることを示しており、この成果もまた、染色体ループ形成機構の解明に向けて大きな一歩である。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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