Structural analysis of the SUV39H1-chromatin complex

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06609
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43050:Genome biology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Sato Shoko 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任助教 (90624966)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ヘテロクロマチン / ヌクレオソーム / クライオ電子顕微鏡

Outline of Final Research Achievements

In eukaryotes, the genomic DNA forms chromatin, which regulates the genomic function, such as gene expression and recombination. Nucleosome is a fundamental unit of the chromatin, in which DNA wrapped around the histone octamer containing two molecules each of four histone proteins, H2A, H2B, H3 and H4. Constitutive heterochromatin is marked with the post-translational histone modification, histone H3 Lysine 9 di- or tri- methylation (H3K9me2/3). The H3K9me2/3 in constitutive heterochromatin is written by the histone-methyltransferase family, SUV39H1 or SUV39H2, and bound with heterochromatin protein 1 (HP1) forming the fundamental structure of heterochromatin. In this study, we tried to determine the structure of the complex containing these heterochromatin factors, using cryo-electron microscopy technology. Here, we obtained a tomogram of the reconstituted HP1-chromatin complex using cryo-electron tomography.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

構成的ヘテロクロマチンは、その領域からの転写やDNA組換えを抑制することによりゲノムの安定性に寄与すると考えられている領域であり、その破綻は癌などの疾患に繋がる。本研究で行ったHP1-クロマチン複合体の構造解析は、ヘテロクロマチン領域の形成と維持の機構解明のための基盤情報となるものである。また、クライオ電子顕微鏡解析技術の高度化の過程で得られた新規構造のうち、ヒト病原性寄生虫であるジアルジアのヌクレオソーム構造は、創薬の基盤情報を提供するものである。