2015 Fiscal Year Annual Research Report
Ｘ線及び中性子溶液散乱法による高次ヌクレオソーム複合体の動態構造解析
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25291037
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
佐藤 衛 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (60170784)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田 隆 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 特任助教 (00573164)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 溶液散乱 / 小角散乱 / クロマチン / ヌクレオソーム / セントロメア / 分子動力学計算 / 粗視化モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クロマチンはDNAがヒストン蛋白質に巻き付いたヌクレオソームを構成要素とし、それが数珠状につながって多量体を形成し、高次構造を形成する。本年度は当該研究の最終年度で、当該研究の目的である高次ヌクレオソームの動態解析に的を絞って研究を行った。高次ヌクレオソームとしては、クロマチンの動態を理解するためには、連続したヌクレオソーム同士のなす角度分布が特に重要であるので、３つのヌクレオソームを含めトリ・ヌクレオソームをターゲットにするとともに、細胞分裂時の動原体形成がどのように制御されるのかを明らかにするために、セントロメア特異的なヒストンバリアントであるCENP-Aをその中に包含したトリ・ヌクレオソームを調製し、その動態を解析した。
解析は、様々なイオン強度で測定されたSAXSプロファイルを実験データとして使用し、分子動力学計算で得られるモデルから計算されるとSAXSデータと比較して、セントロメア領域特異的なクロマチンの動態を世界で初めて実験と理論の両面から原子レベルで明らかにした。なお、分子動力学（MD）計算は、トリ・ヌクレオソームの動態が通常のタンパク質に比べて大きく揺らいでいることを考慮し、広い時空間での揺らぎに対応できる粗視化分子シミュレーションによって、トリ・ヌクレオソームの動態を調べた。こうして、ヒストンはアミノ酸を１個の球で、DNAはヌクレオチドを３個の球で近似して、Langevin動力学によるMDシミュレーシを行った。さらに、こうした粗視化されたモデルからSAXSプロファイルを理論的に計算する方法を開発するとともに、少ない情報量のSAXSプロファイルに三次元構造をフィットさせるときに生じるOver-fittingの問題を避ける目的で、MD計算ではSAXSデータを考慮しないようにして、SAXSデータと整合する構造群を求めるアルゴリズムを開発した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Extended string-like binding of the phosphorylated HP1α N-terminal tail to the lysine 9-methylated histone H3 tail2016
Author(s)
H. Shimojo, A. Kawaguchi, T. Oda, N. Hashiguchi, S. Omori, K. Moritsugu, A. Kidera, K. Hiragami-Hamada, J. Nakayama, M. Sato, Y. Nishimura
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 22527-22541
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] , S. J. Kim, M. Kong, M. Durand-Diebold, Y. Kim, H. M. Kim, N. K. Lee, M. Sato, B. Oh, S. Gruber, Molecular basis for SMC rod formation and its dissolution upon DNA binding2015
Author(s)
Y. Soh, F. Bürmann, H. Shin, T. Oda, K. S. Jin, C. P. Toseland, C. Kim, H. Lee, S. J. Kim, M. Kong, M. Durand-Diebold, Y. Kim, H. M. Kim, N. K. Lee, M. Sato, B. Oh, S. Gruber
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Journal Title
Mol. Cell
Volume: 57
Pages: 290-303
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A magnetic anti-cancer compound for magnet-guided delivery and magnetic resonance imaging2015
Author(s)
H. Eguchi, M. Umemura, R. Kurotani, H. Fukumura, I. Sato,.J-. H. Kim, Y. Hoshino, J. Lee, N. Amemiya, M. Sato, K. Hirata, D. J. Singh, T. Masuda, M. Yamamoto, T. Urano, K. Yoshida, K. Tanigaki, M. Yamamoto, M. Sato, S. Inoue, I. Aoki, Y. Ishikawa
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Pages: 9194-9207
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A novel 3′splice site recognition by the two zinc fingers in the U2AF small subunit2015
Author(s)
H. Yoshida, S. -Y. Park, T. Oda, T. Akiyoshi, M. Sato, M. Shirouzu, K. Tsuda, K. Kuwasako, S. Unzai, Y. Muto, T. Urano, E. Obayashi
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Journal Title
Gene Dev.
Volume: 29
Pages: 1-12
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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