クロマチンリモデリング制御複合体の構造と機能の解析

• 研究領域: 細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
• 研究課題/領域番号: 22121005
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2012-2014); 独立行政法人産業技術総合研究所 (2010-2011)
• 研究代表者: 千田 俊哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (30272868)
• 連携研究者: 堀越 正美 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (70242089) ; 関 政幸 東北薬科大学, 薬学部, 教授 (70202140)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 194,350千円 (直接経費: 149,500千円、間接経費: 44,850千円); 2014年度: 29,120千円 (直接経費: 22,400千円、間接経費: 6,720千円); 2013年度: 30,550千円 (直接経費: 23,500千円、間接経費: 7,050千円); 2012年度: 31,980千円 (直接経費: 24,600千円、間接経費: 7,380千円); 2011年度: 31,720千円 (直接経費: 24,400千円、間接経費: 7,320千円); 2010年度: 70,980千円 (直接経費: 54,600千円、間接経費: 16,380千円)
• キーワード: X線結晶構造解析 / クロマチン / ヌクレオソーム / 転写 / 複製 / CAF-I / HIRA / CAF-I複合体 / 精製 / タンパク質複合体 / 結晶化 / ヒストン / ヒストンシャペロン / 昆虫細胞 / 発現・精製系 / 複合体

研究成果の概要

クロマチンの基本構成要素であるヌクレオソームの破壊と再形成は、複製・転写・修復・組換えなどの多くの核内反応を制御するだけでなく、ヒストンの翻訳後修飾等のエピジェネティク情報の伝達にも深く関わる生命現象である。本研究では高分子量型ヒストンシャペロンであるCAF-1とHIRAに注目し、研究を推進した。CAF-Iについては、昆虫細胞における大量発現系の構築と出芽酵母からの複合体の大量精製系の構築を行い、電子顕微鏡による負染色像観察に成功した。HIRAについては、C末端側ドメインの結晶を得ることに成功した。加えて、細胞内シグナルを擾乱するピロリ菌由来タンパク質CagAの結晶構造の決定にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Structure of a BAG6 (Bcl-2-associated Athanogene 6)-Ubl4a (Ubiquitin-like Protein 4a) Complex Reveals a Novel Binding Interface That Functions in Tail-anchored Protein Biogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara N, Minami R, Yokota N, Matsumoto H, Senda T, Kawahara H, Kato R.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 15 ページ: 9387-9398
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.631804
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular mechanism of strict substrate specificity of an Extradiol Dioxygenase, DesB, derived from Sphingobium sp. SYK-6. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, K., Senda, M., Kasai, D., Fukuda, M., Masai, E. and Senda, T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 3 ページ: 257-265
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092249
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular mechanism of strict substrate specificity of an Extradiol Dioxygenase, DesB, derived from Sphingobium sp. SYK-6. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto K, Senda M, Kasai E, Fukuda M, and Senda T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大気圧電子顕微鏡（ASEM）による抗体を選ばない水中免疫電顕法：細胞・タンパク質ミクロ結晶の液中観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 海老原達彦・西山英利・佐藤真理・千田俊哉・須賀三雄・佐藤主税
  • 雑誌名: 生化学 巻: 86 ページ: 103-110
• [雑誌論文] Structural basis of the γ-lactone-ring formation in ascorbic acid biosynthesis by the senescence marker protein-30/gluconolactonase. (2013)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, S., Senda, M., Harada, A., Maruyama, N., Ishida, T., Aigaki, T., Ishigami, A., Senda, T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 1 ページ: e53706-e53706
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0053706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tertiary structure-function analysis reveals the pathogenic signaling potentiation mechanism of Helicobacter pylori oncogenic effector CagA (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T., Senda M., Morohashi H., Higashi H., Horio M., Kashiba Y., Nagase L., Sasaya D., Shimizu T., Venugopalan N., Kumeta H., Noda N.N., Inagaki F., Senda T., Hatakeyama M.
  • 雑誌名: Cell Host Microbe 巻: 12 号: 1 ページ: 20-33
  • DOI: 10.1016/j.chom.2012.05.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of a zinc-dependent D-serine dehydratase from chicken kidney (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 286 号: 31 ページ: 27548-27558
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.201160
  • 査読あり
• [雑誌論文] The roles of histone chaperone CIA/Asf1 in nascent DNA elongation during nucleosome replication. (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ishikawa, T.Ohsumi, S.Tada, R.Natsume, L.R.Kundu, N.Nozaki, T.Senda, T.Enomoto, M.Horikoshi & M.Seki
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 16 号: 10 ページ: 1050-1062
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01549.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulatory system of the protocatechuate 4,5-cleavage pathway genes essential for lignin downstream catabolism. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kamimura, N.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 巻: 192 ページ: 3394-3405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of D-serine dehydratase from chicken kidney. (2010)
  • 著者名/発表者名: Senda, M.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr.F 巻: 67 ページ: 147-149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enantioselectivity of haloalkane dehalogenases and its modulation by surface loop engineering. (2010)
  • 著者名/発表者名: Prokop, Z.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed.Engl. 巻: 49 ページ: 6111-6115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization ana preliminary crystallographic analysis of D-asparatate oxidase from procine kidney
  • 著者名/発表者名: Senda, M.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr.F 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] 創薬等支援技術基盤プラットフォームにおける構造研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: 日本薬学会
  • 発表場所: 神戸・神戸学院大学/兵庫医療大学
  • 年月日: 2015-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] エピジェネティックおよび疾病関連タンパク質の構造生物学研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 東京・東京大学農学部弥生キャンパス
  • 年月日: 2014-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] ピロリ菌由来のがんタンパク質CagAの構造-機能相関研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 京都・国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] ヒストンシャペロンHIRA C domainの精製系の確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤優花里
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 京都・国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-16
• [学会発表] Structure and Function of an Oncoprotein CagA from Helicobacter Pylori (2014)
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: 8th Asia-Ocdania Forum for synchrotron radiation research
  • 発表場所: 新竹（台湾）・National Synchrotron Radiation Research Center
  • 年月日: 2014-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Large-scale purification of general transcription factor TFIIF (2014)
  • 著者名/発表者名: Naruhiko Adachi, Kyohei Aizawa, Yuka Yamaguchi, and Toshiya Senda
  • 学会等名: Epigenetics & chromatin
  • 発表場所: 米国・コールドスプリングハーバー研究所
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-13
• [学会発表] Expression and purification of histone chaperone HIRA (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤優花里
  • 学会等名: Nagoya Symposium Frontiers in Structural Physiology
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-01-22
• [学会発表] Mechanistic insights revealed by the crystal structures of the Nucleotide-bound PIP5P4K IIβ (2013)
  • 著者名/発表者名: 羅羽華・千田俊哉
  • 学会等名: American Crystallographic Association (ACA) 2013
  • 発表場所: ハワイ（アメリカ合衆国）
• [学会発表] Tertiary structure and functional analysis of the Helicobacter pylori CagA oncoprotein. (2012)
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: The 3rd international symposium on drug discovery and design by NMR
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-10-11
  • 招待講演
• [学会発表] Purification and crystallization of TAF subunits of general transcription initiation factor TFIID. (2012)
  • 著者名/発表者名: 安達成彦
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting: Epigenetics Chromatin
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Analysis of the mechanisms of transcriptional activation by TFIID (2011)
  • 著者名/発表者名: 安達成彦
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] TATAボックス結合因子TFIID複合体による転写開始及び制御機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安達成彦
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] ヒストンシャペロン複合体の結晶構造とヌクレオソーム構造変換 (2011)
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 海道大学学術交流会館(北海道)
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] 結晶化スクリーニングのスピードアップに有効な観察方法「すぐ見る法」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 千田美紀
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(北海道)
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] フェレドキシン還元酵素BphA4のNADH/NADPH特異性変換の構造的基盤 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田彩佳
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 転写基本因子TAF7の結晶化に向けた精製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長澤貴俊
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Crystal structure of a zinc-dependent D-serine dehydratase from Chicken kidney (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki Senda
  • 学会等名: IUCr2011
  • 発表場所: Palacio Municipal de Congresos de Madrid (Spain)
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] Crystal structures of histone chaperone CIA/ASF1-containing complexes (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiya Senda
  • 学会等名: IUCr2011
  • 発表場所: Palacio Municipal de Congresos de Madrid (Spain)
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] TATAボックス結合因子TFIIDによる転写活性化の分子機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安達成彦
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] ヒストンシャペロン複合体の結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] Optimization of the packing in the haloalkane dehalogenase crystal by seeding. (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤優花里
  • 学会等名: 26th European Crystallographic Meeting
  • 発表場所: ダルムシュタット(独)
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] Structure of the histone chaperone CIA/ASF1-double bromodomain complex liking histone modifications and stie-specific histone evicition. (2010)
  • 著者名/発表者名: 安達成彦
  • 学会等名: 9th EMBL conference Transcription and Chromatin
  • 発表場所: ハイデルベルグ(独)
  • 年月日: 2010-08-29
• [学会発表] Redox-dependent conformational changes of NADH-dependent ferredoxin reductase under various conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: 2010 Annual meeting of American Crystallographic Association
  • 発表場所: シカゴ(米国)
  • 年月日: 2010-07-27
• [学会発表] Structure-Based Model of the Biological Signaling from Histone Modifications to Structural Change of the Nucleosome. (2010)
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: International symposium on the physicochemical field for genetic activities
  • 発表場所: 兵庫県淡路市
  • 年月日: 2010-01-24
• [学会発表] PFの現状とピロリ菌発がんタンパク質CagAの結晶構造解析
  • 著者名/発表者名: 千田俊哉
  • 学会等名: 蛋白質科学会
  • 発表場所: 鳥取
  • 招待講演
• [学会発表] Human Type II PIPKβ-ヌクレオチド複合体のX線結晶構造解析
  • 著者名/発表者名: 羅羽華・竹内恒・千田美紀・嶋田一夫・Lewis C Cantley・佐々木敦朗・千田俊哉
  • 学会等名: 蛋白質科学会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] Sphingobium sp. SYK-6由来バニリン酸脱メチル酵素LigMの立体構造解析に向けた精製
  • 著者名/発表者名: 原田彩佳・佐藤優花里・上村直史・政井英司・千田俊哉
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 横浜
• [備考] KEK, IMSS, SBRC
  • URL: http://pfweis.kek.jp/index.html