減数分裂期の染色体軸形成を担うコヒーシンとHORMAD1の構造機能解析

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K15032
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 菊池 壮太郎 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (90866386)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 構造生物学

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、減数分裂時における染色体の軸形成に関わるHORMAD1を中心とした構造生物学的研究である。染色体の均等分配の異常は遺伝性疾患や不妊やがんなど を引き起こす。HORMAD1は染色体分配に関わるコヒーシン複合体との相互作用が報告されているが、その詳しい構造基盤は得られていない。本研究ではHORMAD1の 立体構造をX線結晶構造解析を用いて明らかにするとともに、コヒーシンとの相互作用を生化学的、細胞生物学的に解析し、HORMAD1の減数分裂におけるメカニズ ムを明らかにすることを目的としている。本年度はHORMAD1とコヒーシンの相互作用を大腸菌発現系を用いて高純度なヒトHORMAD1の調製を行いX線解析に充分な 収量を得ることができたが、構造解析に用いられる結晶は得られなかった。精製過程において、ゲル濾過カラムを用いた精製中にHORMAD1が複数のコンフォーメーションを有することが示唆され、結晶化に影響を与えていることが考えられた。結晶化には単一のコンフォーメーションの組換えタンパク質の調製が望ましいため、多量体化に必 要な領域の探索及び発現系の再構築と精製条件の検討が必要である。HORMAD1との相互作用解析に用いるコヒーシン複合体の精製には発現システムを含め更なる 検討が必要であり、今後タンパク質全長だけでなく部分領域の発現系の検討や昆虫細胞や哺乳類細胞を用いた発現システムによるタンパク質の発現の検討が必要である。