ヘテロクロマチンの基盤構造の構造生物学的解析

• 研究課題/領域番号: 16K18473
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ゲノム生物学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 町田 晋一 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (50732195)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: エピジェネティクス / クロマチン / ヒストン / ヘテロクロマチン / HP1 / ヒストン修飾 / ヌクレオソーム / H3K9me3

研究成果の概要

本研究の目的は染色体機能の発現に重要なヘテロクロマチンの基盤構造を明らかにすることである。凝縮したクロマチン領域であるヘテロクロマチンは、遺伝子発現の抑制や染色体の機能発現に機能する。ヘテロクロマチンの基盤構造は、H3K9me3を含むクロマチンにHP1が結合することで形成されるが、HP1とクロマチンの結合様式は明らかになっていない。そこで本研究では、試験管内でH3K9me3を含むクロマチンとHP1との複合体を試験管内で再構成し、クライオ電子顕微鏡解析により、その立体構造を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Cryo-EM structure of the nucleosome containing the ALB1 enhancer DNA sequence (2018)
  • 著者名/発表者名: Takizawa Yoshimasa、Tanaka Hiroki、Machida Shinichi、Koyama Masako、Maehara Kazumitsu、Ohkawa Yasuyuki、Wade Paul A.、Wolf Matthias、Kurumizaka Hitoshi
  • 雑誌名: Open Biology 巻: 8 号: 3 ページ: 170255-170255
  • DOI: 10.1098/rsob.170255
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structural Basis of Heterochromatin Formation by Human HP1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Machida Shinichi、Takizawa Yoshimasa、Ishimaru Masakazu、Sugita Yukihiko、Sekine Satoshi、Nakayama Jun-ichi、Wolf Matthias、Kurumizaka Hitoshi
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 69 号: 3 ページ: 385-397
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2017.12.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] HP1との結合により形成される構成的なヘテロクロマチンの基盤となる構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 町田晋一, 滝沢由政, Matthias Wolf, 胡桃坂仁志
  • 雑誌名: 新着論文レビュー 巻: . ページ: 014
  • DOI: 10.7875/first.author.2018.014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphorylation of CBX2 controls its nucleosome-binding specificity (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kawaguchi, Shinichi Machida, Hitoshi Kurumizaka, Hideaki Tagami, Jun-ichi Nakayama
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 162 号: 5 ページ: 343-355
  • DOI: 10.1093/jb/mvx040
  • NAID: 40021394855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone H3 Methylated at Arginine 17 Is Essential for Reprogramming the Paternal Genome in Zygotes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hatanaka Y, Tsusaka T, Shimizu N, Morita K, Suzuki T, Machida S, Satoh M, Honda A, Hirose M, Kamimura S, Ogonuki N, Nakamura T, Inoue K, Hosoi Y, Dohmae N, Nakano T, Kurumizaka H, Matsumoto K, Shinkai Y, Ogura A.
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 20(12) 号: 12 ページ: 2756-2765
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.08.088
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SYCP3 regulates strand invasion activities of RAD51 and DMC1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Wataru、Hosoya Noriko、Machida Shinichi、Miyagawa Kiyoshi、Kurumizaka Hitoshi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 22 号: 9 ページ: 799-809
  • DOI: 10.1111/gtc.12513
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Xeroderma pigmentosum group C protein interacts with histones: regulation by acetylated states of histone H3. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kakumu E
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 3 号: 3 ページ: 310-327
  • DOI: 10.1111/gtc.12479
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of polynucleosome preparation methods on sedimentation velocity analysis of chromatin. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kujirai T, Machida S, Osakabe A, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 161 号: 4 ページ: 381-388
  • DOI: 10.1093/jb/mvw081
  • NAID: 40021219908
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Testis-Specific Histone Variant H3t Gene Is Essential for Entry into Spermatogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda J., Harada A., Urahama T., Machida S., Maehara K., Hada M., Makino Y., Nogami J., Horikoshi N., Osakabe A., Taguchi H., Tanaka H., Tachiwana H., Yao T., Yamada M., Iwamoto T., Isotani A., Ikawa M., Tachibana T., Okada Y., Kimura H., Ohkawa Y., Kurumizaka H., Yamagata K.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 18(3) 号: 3 ページ: 593-600
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.12.065
  • NAID: 120006957416
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chromatin architecture may dictate the target site for DMC1, but not for RAD51, during homologous pairing (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi W., Takaku M., Machida S., Tachiwana H., Maehara K., Ohkawa Y. and Kurumizaka H
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 6 号: 1 ページ: 24428-24428
  • DOI: 10.1038/srep24228
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural and biochemical analyses of monoubiquitinated human histones H2B and H4 (2016)
  • 著者名/発表者名: Machida S, Sekine S, Nishiyama Y, Horikoshi N, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: Open Biol. 巻: 6 号: 6 ページ: 160090-160090
  • DOI: 10.1098/rsob.160090
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ヘテロクロマチンの立体構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 町田晋一、滝沢由政、石丸雅一、関根慧、中山潤一、Matthias Wolf、胡桃坂仁志
  • 学会等名: 第11回日本エピジェネティクス研究会年会
• [備考] 早稲田大学ホームページ
  • URL: https://www.waseda.jp/top/news/56537
• [備考] 沖縄科学技術大学院大学ホームページ
  • URL: https://www.oist.jp/ja/news-center/press-releases/32226
• [備考] 基礎生物学研究所ホームページ
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/press/2018/01/11.html