| 研究課題/領域番号 |
21K06050
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43020:構造生物化学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
真柳 浩太 九州大学, 薬学研究院, 講師 (50418571)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | クライオ電子顕微鏡 / 立体構造解析 / 超分子複合体 / 生物物理 / 天然変性領域 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
DNAの複製・修復・組換え・転写には、多数の蛋白質因子が関わり、巨大な超分子複合体を形成し、綿密な制御を通じてその機能を発揮している。これらの複合体は一般的に大きな構造変化を伴い、また非常に柔軟な構造を介した因子間の相互作用を通じて重要な機能制御が行われることも多く、従来の手法では構造解析が困難であった。分子の形状を直接捉えることのできるクライオ電顕単粒子解析法を用いて、ヌクレオソーム、DNA複製フォーク複合体、DNA修復複合体等、重要な核内超分子複合体をターゲットに、柔軟な構造を介した相互作用を可視化し、機能制御機構を明らかにする。同時に必要な新規解析手法を最適化、整備する。
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| 研究成果の概要 |
ヌクレオソームとFACTのMIDドメインの複合体の解析により、ヌクレオソームのヒストンH3のN末端テールが、ヒストンコアに巻き付いている2本のDNA2重鎖間に結合した状態を可視化した。リモデリング因子CHD8とヌクレオソームの複合体の単粒子解析結果、FACTの系より高い分解能（3.9 オングストロム）が得られたがヒストンテールかは可視化されないため、この系ではテールはヌクレオソーム本体から離れ溶液中に展開していることが推察された。この他、結核菌の休眠現象に関わり、全長の半分が天然変性領域を占めるMDP1とDNA、リボソーム等から形成される複合体のクライオ電顕による解析を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで、結晶構造解析等では可視化が困難だった、ヌクレオソームのヒストンテールを明確に可視化され、また結合因子等の様々な要因によりテールがコアに収納されたり、あるいは溶液中に展開されるなど非常にダイナミックに変化し、これが機能制御に利用されている可能性を示せた。
また現在でも非常に重大な疾病である結核菌の、治療を困難にさせる要因の一つの休眠現象に深く関わるMDP1の天然変性領域とDNA、リボソーム等から形成される複合体の解析により、休眠の要因の一つと考えられる凝集体形成の機構の解析が進展した。
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