核内蛋白質によるヌクレオソーム認識機構の解明

• Project/Area Number: 15H05587
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology (2016-2017); Yokohama City University (2015)
• Principal Investigator: 加藤 秀典 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 研究員 (30630850)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000); Fiscal Year 2017: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2016: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2015: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: ヌクレオソーム / 生体分子

Outline of Annual Research Achievements

クロマチンの基本構成単位であるヌクレオソームと、核内たんぱく質の相互作用について、主に等温滴定型熱量計（ITC）を用いて解析した。
大腸菌発現系を用いて得られたヒストンと、強力なヌクレオソームポジショニング能を有する二本鎖DNAから、試験管内でヌクレオソームを効率良く再構成した。ヒストンはショウジョウバエ由来のものを、DNAは147bpと167bpのものを用いた。
その結果、新たに複数の新規な相互作用を確認することができた。ヒストンに変異を導入することにより、結合部位がacidic patchであることも明らかになった。また、アミノ酸置換をすることにより、相互作用に対する各残基の寄与を定量的に明らかにした。
前年度、前々年度の結果と合わせて、20以上の核内たんぱく質がヌクレオソームのacidic patchに特異的に結合することが明らかになった。これらの中には、ATP依存性クロマチン因子、細胞周期の制御や染色体分配に必須の因子、核膜に局在するタンパク質など、非常に興味深いものが多いが、これまでヌクレオソームとの関連性が報告されていないものが大半である。
本研究でヌクレオソームに特異的に結合することが判明し、またそのヌクレオソーム結合配列が進化的に高度に保存されていることを考えると、何らかの重要な生物学的機能を担っている可能性が高いと思われる。今後、研究をさらに進めることにより、これまで新規な核内因子とヌクレオソームの生物学的関係性が明らかになることが期待できる。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。