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FACTによるヒストン識別とヒストンバリアントへの交換反応の構造基盤

研究課題

研究課題/領域番号 21K06021
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43010:分子生物学関連
研究機関大阪大学 (2022-2023)
横浜市立大学 (2021)

研究代表者

津中 康央 (津中康央)  大阪大学, 大学院工学研究科, 特任助教(常勤) (40551552)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードFACT / ヒストンバリアント / ヌクレオソーム / ヒストン交換 / ヒストンテイル / 構造生物学 / クロマチンリモデリング
研究開始時の研究の概要

クロマチンを構成する標準的なヒストンのヒストンバリアントへの交換反応は、ユークロマチンやヘテロクロマチンなどの特徴的なクロマチン構造の構築に寄与する。ヒストンシャペロンFACTはこのヒストン交換反応を促すことがわかっている。そこで本研究ではFACTがどのようにして標準的なヒストンとバリアントを識別し、ヌクレオソーム構造を変化させているのかを立体構造の観点から明らかにする。具体的にはX線結晶構造解析、電子顕微鏡解析、核磁気共鳴 (NMR) 解析などの手法を駆使し、FACTとヒストンの結合部位で各種ヒストンを明確に識別する部位を立体構造で可視化する。

研究実績の概要

本研究では、FACTがどのように標準的なヒストンとヒストンバリアントを識別し、ヌクレオソーム構造を変化させているのかを明らかにしたい。そのために昨年度は、これまで見つかっていないヒストン側のFACT相互作用部位を同定した。今年度は、昨年度に同定された結合部位のうち、FACTと関連するヒストンバリアントで保存されていない領域のアミノ酸残基をバリアント型に変異させたものを遺伝子構築し、発現、精製を試みた。しかしながら、発現量が少なく、ヌクレオソームを再構成できる量を得ることができていない。変異体のコドンなどを改良して、発現量を多くする工夫を現在試みている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

FACTと関連するヒストンバリアントで保存されていない領域のアミノ酸残基をバリアント型に変異させたものの発現、精製が遅れているため。

今後の研究の推進方策

FACTと関連するヒストンバリアントで保存されていない領域のアミノ酸残基をバリアント型に変異させたものを遺伝子構築し、変異体の発現精製を行う。発現量の少ないものに関しては、コドンなどを改良し、発現量を向上させる。うまく発現精製できたものに関してヌクレオソームを再構成し、ヒストン交換反応が変化するかどうかを調べる予定。さらに、ヒストンバリアントの標準的ヒストンへの変異の効果も同様に調べる予定である。これらの生化学的解析により、この部位が本当にFACTによるヒストン識別部位か否か、さらに ヒストン交換反応にどのような効果があるのかを明らかにする。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] FACT modulates the conformations of histone H2A and H2B N-terminal tails within nucleosomes2022

    • 著者名/発表者名
      Tsunaka Yasuo、Ohtomo Hideaki、Nishimura Yoshifumi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 号: 1 ページ: 814-814

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03785-z

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Histone tail network and modulation in a nucleosome2022

    • 著者名/発表者名
      Tsunaka Yasuo、Furukawa Ayako、Nishimura Yoshifumi
    • 雑誌名

      Current Opinion in Structural Biology

      巻: 75 ページ: 102436-102436

    • DOI

      10.1016/j.sbi.2022.102436

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic structures of intrinsically disordered proteins related to the general transcription factor TFIIH, nucleosomes, and histone chaperones2022

    • 著者名/発表者名
      Okuda Masahiko、Tsunaka Yasuo、Nishimura Yoshifumi
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: 14 号: 6 ページ: 1449-1472

    • DOI

      10.1007/s12551-022-01014-9

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] クライオ電顕構造とNMR解析を組み合わせてFACTを介したヒストンテイルの動的構造変化にせまる2021

    • 著者名/発表者名
      津中 康央, 大友 秀明, 森川 耿右, 西村 善文
    • 学会等名
      第39回染色体ワークショップ・ 第20回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] FACTを介したヒストンH2A、H2Bテイルの動的構造変化の解明2021

    • 著者名/発表者名
      津中 康央, 大友 秀明, 森川 耿右, 西村 善文
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] FACT蛋白質はヌクレオソームの動的構造変化を誘導し、そのアクセスビリティを制御する2021

    • 著者名/発表者名
      津中 康央
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 相関構造生物学によるFACTを介したヒストンH3テイルの動的構造変化の解明2021

    • 著者名/発表者名
      津中康央, 大友秀明, 森川耿右, 西村善文
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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