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クロマチン構成因子DEKによるクロマチン構造制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K21177
補助金の研究課題番号 18H06044 (2018)
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金 (2019)
補助金 (2018)
審査区分 0701:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

鯨井 智也  東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (70823566)

研究期間 (年度) 2018-08-24 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードクロマチン / DEK / 癌 / ヌクレオソーム / エピジェネティクス / クライオ電子顕微鏡 / X線結晶構造解析
研究開始時の研究の概要

本研究では、クロマチン構成因子DEKによるクロマチン構造制御機構の解析を行う。DEKは、癌化やリウマチ関節炎に関与することが知られており、細胞核内に大量かつユビキタスに存在する因子であるにもかかわらず、クロマチンに及ぼす影響についてはほとんど不明である。本研究では、構造生物学的、生化学的手法を中心に、DEKとクロマチンの相互作用解析を行うことで、DEKによるクロマチン構造制御機構を解明する。さらに、DEKと他のクロマチン構造形成因子との比較を行うことで、真核生物におけるクロマチン構造形成の多様性の解明を試みる。

研究成果の概要

遺伝情報の担体であるゲノムDNAは、クロマチン構造をとって細胞核内に収納されている。クロマチン構成因子であり、がん遺伝子であるDEKは、クロマチン構造に作用することで、転写、スプライシング、DNA修復などの多様な核内プロセスに関与し、クロマチンの恒常性を担保すると考えられている。そこで本研究では、DEKが形成するクロマチン構造を解明することを目的とし、DEK-クロマチン複合体を試験管内において再構成し、構造生物学的、生化学的解析を行った。研究の結果、DEK-クロマチン複合体の立体構造を決定し、DEKによる特徴的なクロマチン構造制御機構が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

クロマチンは、多様な構造変化を介して転写や、複製、DNA修復などの広範な核内プロセスを制御することで、発生、老化、癌化などの複雑な生命現象を実現する。しかしながら、クロマチンがどのように構造変換されるのかについては未だ不明な点が多い。本研究では、クロマチンに結合するがん遺伝子DEKによるクロマチン制御機構の一端を解明した。本知見は、核内におけるクロマチン制御機構の知識を深化するものであり、多様な核内プロセスが調節されるメカニズムを考える一助となる。また、癌におけるDEKの作用機序と、癌に対する創薬への知見を提供する。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Transcription through the nucleosome2020

    • 著者名/発表者名
      Kujirai Tomoya、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Current Opinion in Structural Biology

      巻: 61 ページ: 42-49

    • DOI

      10.1016/j.sbi.2019.10.007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biochemical and structural analyses of the nucleosome containing human histone H2A.J2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Hiroki、Sato Shoko、Koyama Masako、Kujirai Tomoya、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 167 号: 4 ページ: 419-427

    • DOI

      10.1093/jb/mvz109

    • NAID

      40022211009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure determination of the nucleosome core particle by selenium SAD phasing2019

    • 著者名/発表者名
      Saotome Mika、Horikoshi Naoki、Urano Kazuki、Kujirai Tomoya、Yuzurihara Hidetaka、Kurumizaka Hitoshi、Kagawa Wataru
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section D Structural Biology

      巻: 75 号: 10 ページ: 930-936

    • DOI

      10.1107/s2059798319012713

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-based design of an H2A.Z.1 mutant stabilizing a nucleosome in vitro and in vivo2019

    • 著者名/発表者名
      Horikoshi Naoki、Kujirai Tomoya、Sato Koichi、Kimura Hiroshi、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 515 号: 4 ページ: 719-724

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.06.012

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biochemical analysis of nucleosome targeting by Tn5 transposase2019

    • 著者名/発表者名
      Sato S, Arimura Y, Kujirai T, Harada A, Maehara K, Nogami J, Ohkawa Y, Kurumizaka H.
    • 雑誌名

      Open Biol.

      巻: 9 号: 8 ページ: 190116-190116

    • DOI

      10.1098/rsob.190116

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural insight into nucleosome transcription by RNA polymerase II with elongation factors2019

    • 著者名/発表者名
      Ehara Haruhiko、Kujirai Tomoya、Fujino Yuka、Shirouzu Mikako、Kurumizaka Hitoshi、Sekine Shun-ichi
    • 雑誌名

      Science

      巻: 363 号: 6428 ページ: 744-747

    • DOI

      10.1126/science.aav8912

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biochemical characterization of the placeholder nucleosome for DNA hypomethylation maintenance2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Rina、Kujirai Tomoya、Negishi Lumi、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 18 ページ: 100634-100634

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2019.100634

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis of the nucleosome transition during RNA polymerase II passage2018

    • 著者名/発表者名
      Kujirai Tomoya、Ehara Haruhiko、Fujino Yuka、Shirouzu Mikako、Sekine Shun-ichi、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Science

      巻: 362 号: 6414 ページ: 595-598

    • DOI

      10.1126/science.aau9904

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Methods for Preparing Nucleosomes Containing Histone Variants2018

    • 著者名/発表者名
      Kujirai Tomoya、Arimura Yasuhiro、Fujita Risa、Horikoshi Naoki、Machida Shinichi、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 1832 ページ: 3-20

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8663-7_1

    • ISBN
      9781493986620, 9781493986637
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Structural insight into the nucleosomal DNA transcription by RNA polymerase II2019

    • 著者名/発表者名
      Kujirai T, Ehara H, Fujino Y, Shirouzu M, Sekine S, Kurumizaka H.
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory meeting, Mechanisms of Eukaryotic Transcription
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural transition of nucleosome during RNA polymerase II transcription revealed by cryo-EM2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kujirai, Haruhiko Ehara, Yuka Fujino, Mikako Shirouzu, Shun-ichi Sekine, Hitoshi Kurumizaka
    • 学会等名
      第57回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 試験管内転写系によるクロマチン構造変換機構の生化学的、構造生物学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      鯨井智也、江原晴彦、藤野優佳、白水美香子、関根俊一、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第92回生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン構造における転写反応の構造基盤の解明2019

    • 著者名/発表者名
      鯨井智也
    • 学会等名
      第92回生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クロマチンによる転写制御の構造生物学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      鯨井智也、江原晴彦、藤野優佳、白水美香子、関根俊一、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural study of transcription on chromatin2019

    • 著者名/発表者名
      鯨井智也、江原晴彦、藤野優佳、白水美香子、関根俊一、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第13回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RNAポリメラーゼIIによるヌクレオソームDNA転写機構の構造生物学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      鯨井智也、江原晴彦、藤野優佳、白水美香子、関根俊一、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第36回染色体ワークショップ・第17回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Influence of nucleosome structure in transcription.2018

    • 著者名/発表者名
      Kujirai T, Ehara H, Fujino Y, Nishimura M, Shirouzu M, Sekine S, Kurumizaka H.
    • 学会等名
      FASEB Science Research Conference, MACHINES ON GENES.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヌクレオソームによるRNAポリメラーゼIIの転写制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      鯨井智也、江原晴彦、藤野優佳、西村正宏、有村泰宏、白水美香子、関根俊一、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] クロマチンにおける転写機構に関する解析2018

    • 著者名/発表者名
      3.鯨井智也、江原晴彦、藤野優佳、西村正宏、有村泰宏、白水美香子、関根俊一、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] イメージング時代の構造生命科学2020

    • 著者名/発表者名
      鯨井智也, 滝沢由政, 胡桃坂仁志
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758103855
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 週刊医学のあゆみ タンパク質代謝医学「クロマチンによるエピジェネティックな転写制御」2018

    • 著者名/発表者名
      胡桃坂仁志、 鯨井智也
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 実験医学別冊 「あなたのタンパク質精製、大丈夫ですか?」2018

    • 著者名/発表者名
      胡桃坂仁志,有村泰宏、鯨井智也、小山昌子、立和名博昭、野澤佳世、田口裕之、佐藤祥子、小林 航、堀越直樹、飯倉ゆかり、町田晋一、加藤大貴、藤田理紗
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122382
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] クロマチンにおける転写の構造基盤

    • URL

      http://first.lifesciencedb.jp/archives/18784

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-08-27   更新日: 2024-03-26  

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