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2010 Fiscal Year Annual Research Report

セントロメア領域に特異的なヌクレオソームの結晶構造解析

Research Project

Project/Area Number 21870038
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

立和名 博昭  早稲田大学, 理工学術院, 助教 (70546382)

Keywordsクロマチン / ヌクレオソーム / ヒストン / ヒストンバリアント / セントロメア
Research Abstract

セントロメアは、S期で複製された姉妹染色分体を2つの娘細胞に正確に分配するのに必要なゲノムDNA上の領域である。
これまでの報告により、ヒストンH3バリアントの一種類であるCENP-Aがセントロメア領域の形成に中心的な役割を果たしていることが知られている。CENP-Aはセントロメア領域において、ヌクレオソームを形成しており、このCENP-Aを含むヌクレオソームの立体構造がセントロメア領域に特徴的なクロマチン構造の形成に重要だと考えられる。そこで我々はCENP-AヌクレオソームのX線結晶構造解析を通して、セントロメア領域の形成機構を明らかにすることを研究目的とした。CENP-AヌクレオソームのX線結晶構造解析を行うために、ヒトのヒストンH2A、H2B、CENP-AおよびH4を、大腸菌を用いて発現・精製した。ヌクレオソームの再構成に用いるDNAは、ヒトのセントロメア領域の配列を用いた。試験管内において、塩透析法によりCENP-Aヌクレオソームを再構成した後に、電気泳動法により精製を行った。精製したCENP-Aヌクレオソームを蒸気拡散法により単結晶化した。大型放射光施設にて、得られた結晶にX線を照射し、回折波のデータを収集し、3.6Aの分解能でヒトのCENP-Aヌクレオソームの立体構造を決定した。決定した立体構造より、各2分子のヒストンH2A、H2B、CENP-A、H4からなる八量体にDNAが左巻きに結合した構造であることが明らかとなった。H3ヌクレオソームとの違いとして、ヒストン八量体に安定に結合しているDNAの長さが121塩基対と26塩基対短いことが明らかとなった。このことはCENP-Aヌクレオソームが形成されることにより、高次クロマチン構造に変化を引き起こし、セントロメア領域に特徴的なクロマチン構造の形成にCENP-Aが寄与している可能性を示していた。

  • Research Products

    (18 results)

All 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (14 results)

  • [Journal Article] Structural and biochemical analyses of the human PAD4 variant encoded by a functional haplotype gene2011

    • Author(s)
      Horikoshi N, Tachiwana H, Saito K, et al
    • Journal Title

      Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography

      Volume: 67 Pages: 112-118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deimination stabilizes histone H2A/H2B dimers as revealed by electrospray ionization mass spectrometry2010

    • Author(s)
      Shimoyama S, Nagadoi A, Tachiwana H, et al.
    • Journal Title

      Journal of Mass Spectrometry

      Volume: 45 Pages: 900-908

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural basis of instability of the nucleosome containing a testis-specific histone variant, human H3T2010

    • Author(s)
      Tachiwana H, Kagawa W, Osakabe A, et al.
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      Volume: 107 Pages: 10454-10459

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nucleosome formation activity of human sNASP2010

    • Author(s)
      Osakabe A.Tachiwana H, Matsunaga T, et al.
    • Journal Title

      The Journal of Biological Chemistry

      Volume: 285 Pages: 11913-11921

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The Crystal Structure of Centromere Specific Nucleosome2011

    • Author(s)
      Hiroaki Tachiwana.Wataru Kagawa, Tatsuya Shiga, et al.
    • Organizer
      Physicochemical Field for Genetic Activities
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台
    • Year and Date
      2011-01-24
  • [Presentation] Biochemical and cell biological analyses of a novel histone interacting factor, SPT22011

    • Author(s)
      Akihisa Osakabe, Hiroaki Tachiwana, Tstsuya Hori, et al.
    • Organizer
      Physicochemical Field for Genetic Activities
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台
    • Year and Date
      2011-01-24
  • [Presentation] ヒストンH3バリアントCENP-Aを含むヌクレオソームのX線結晶構造解析2011

    • Author(s)
      立和名博昭、香川亘、志賀達也, et al.
    • Organizer
      第28回染色体ワークショップ
    • Place of Presentation
      加賀-山代温泉 瑠璃光
    • Year and Date
      2011-01-12
  • [Presentation] H2A.Bbdを含むヌクレオソームの生化学的解析2011

    • Author(s)
      有村泰宏、立和名博昭、胡桃坂仁志
    • Organizer
      第28回染色体ワークショップ
    • Place of Presentation
      加賀-山代温泉 瑠璃光
    • Year and Date
      2011-01-12
  • [Presentation] NMRによるヒストンヌクレオソームコアの立体構造解析2010

    • Author(s)
      森脇義仁、佐藤昌彦、長土居有隆、立和名博昭、胡桃坂仁志、西村善文
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] 質量分析を用いたヒストンH2A-H2Bのシトルリン化の解析2010

    • Author(s)
      浅野裕輝、下山真吾、長土居有隆、立和名博昭, et al.
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] CENP-Aターゲッティングドメインを含むH3変異体が形成するヌクレオソームのX線結晶構造解析2010

    • Author(s)
      志賀達也、立和名博昭、香川亘、越阪部晃永、胡桃坂仁志
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] DNA結合活性を有するCCANタンパク質群の機能解析2010

    • Author(s)
      竹内康造、堀哲也、西野達哉、立和名博昭, et al.
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] 新規ヒストン結合因子ヒトSPT2のDNA損傷修復における機能解析2010

    • Author(s)
      越阪部晃永、立和名博昭、堀哲也, et al.
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] セントロメア領域に特異的なヌクレオソームのX線結晶構造解析2010

    • Author(s)
      立和名博昭、香川亘、志賀達也、越阪部晃永、林陽子、木村宏、胡桃坂仁志
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] ヒストンバリアントを含むヌクレオソームの構造多様性と機能2010

    • Author(s)
      胡桃坂仁志、立和名博昭、香川亘、志賀達也、越阪部晃永、林陽子、木村宏
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-08
  • [Presentation] シトルリン化タンパク質PAD4のSNP変異体の解析2010

    • Author(s)
      堀越直樹、立和名博昭、齋藤健吾, et al.
    • Organizer
      第9回 核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺
    • Year and Date
      2010-05-28
  • [Presentation] ヒストンシャペロンsNASPの生化学的解析2010

    • Author(s)
      越阪部晃永、立和名博昭、松永崇明, et al.
    • Organizer
      第9回 核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺
    • Year and Date
      2010-05-28
  • [Presentation] ヒストンバリアントH3Tを含むヌクレオソームの構造解析および生化学的解析2010

    • Author(s)
      立和名博昭、香川亘、越阪部晃永、志賀達也、林陽子、木村宏、胡桃坂仁志
    • Organizer
      第9回 核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺
    • Year and Date
      2010-05-27

URL: 

Published: 2012-07-19  

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