| 研究課題/領域番号 |
21K06100
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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43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 京都大学 (2023)
横浜市立大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
古川 亜矢子 京都大学, 農学研究科, 准教授 (90453050)
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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 |
4,290千円 (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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ヘテロクロマチン / 液-液相分離 / 相関構造解析 / HP1α / 溶液NMR / 液液相分離 / ヘテロクロマチンタンパク質HP1α / 動的構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヘテロクロマチンタンパク質のHP1αは、N末テイル(NT)がリン酸化されるという特徴がある。NTが リン酸化されない変異体は染色体不安定性を引き起こすため、NTのリン酸化は必要不可欠な機能である。しかしながら、HP1αやHP1αが結合するヒストンH3のN末テイルやリンカー DNAは、天然変性領域で動的に機能しているため、全長の構造やヌク レオソーム結合様式、リン酸化による液-液相分離の役割については不明な点が多い。本研究では、溶液NMRを用いた動的な構造解析によって、リン酸化HP1αのヌク レオソームへの結合様式及びヌクレオソーム結合におけるリン酸化HP1αの液-液相分離の機能を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
ヘテロクロマチン構造の形成にはHP1αの液液相分離（LLPS）が関与していることが示唆されている。HP1αは、ヘテロクロマチンの主要な構成要素であり、N末端テール、クロモドメイン（CD）、ヒンジ領域、クロモシャドウドメイン（CSD）からなり、CDはヌクレオソーム中のヒストンH3テールを認識し、HP1αはCSDを介して二量体を形成する。N末端テールのリン酸化がLLPSを起こす。本研究では、HP1αのCSD欠失変異体を用いて、LLPSに関与する分子内及び分子間相互作用部位の同定を行い、NMRとMDとSAXSによる相関構造解析により、LLPSを起こす分子機構を明らかにし、論文に投稿中である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、リン酸化HP1αのLLPSの分子機構を明らかにした。NMR法において動的構造を解析するSAXSとMDを組み合わせることによりこの課題を解決した。また近年、細胞内におけるLLPSの形成と消失を起こすタンパク質同士の相互作用は注目されているが、原子レベルでの解析例はまだ少ない。本研究は、LLPSを原子レベルで解析する一例となるだろう。また、LLPSに関与すると同定した残基の変異体による細胞実験から、液滴の大きさを調節していることが示唆され、ヘテロクロマチンの形成機構のの理解にもつながると考えている。
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