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ヌクレオソームの多様な構造を解析する技術の開発

公募研究

研究領域動的クロマチン構造と機能
研究課題/領域番号 16H01316
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関明星大学

研究代表者

香川 亘  明星大学, 理工学部, 准教授 (70415123)

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 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードヌクレオソーム / X線結晶構造解析 / DNA配列 / クロマチン構造 / クロマチン
研究実績の概要

真核生物のゲノムDNAは,クロマチンと呼ばれる高度に凝縮した構造体を形成して細胞核の中に収まっている。クロマチンの構造変化は,生命活動の維持に極めて重要であり,DNA複製,転写,修復,組換えなどのDNA代謝に応じてクロマチン構造がほどけたり,凝縮したりする。クロマチンの構造変化を理解するためには,クロマチンの基本単位であるヌクレオソームにおける構造変化の詳細を明らかにすることが重要だが,クロマチンダイナミクスの理解に必要な構造基盤はよく分かっていない。本研究では,多様なヌクレオソーム構造やヌクレオソームとその結合因子との複合体の構造を,X線結晶構造解析法を用いて明らかにするために必要な技術の開発を行った。
我々は,まず多様なヌクレオソーム構造を決定する際に問題となることが予想される位相決定の方法に着目した。位相決定はX線結晶構造解析において必要不可欠なステップであるが,ヌクレオソーム内でヒストンやDNAの配置が既知のヌクレオソームのそれと異なる場合,従来用いられてきた分子置換法による位相決定は困難であることが予想される。本研究ではヒトのヒストンH3,H2AおよびH2Bに合計12個のセレノメチオニンを導入し,セレン原子から得られる位相情報をもとにカノニカルヌクレオソームのX線結晶構造解析に成功した。さらに,様々な塩基配列を含むヌクレオソームを比較的簡便に大量調製する方法を検討した。そのボトルネックとなっているDNAの調製方法として,オリゴDNAを用いたOne-Pot反応を確立した。この方法を用い,繰り返し配列を持つDNAを含むヌクレオソームの再構成を行った。また,ヌクレオソームとその結合因子との複合体として,相同組換えで働くクロマチンリモデリング因子Rad54とヌクレオソームとの複合体の大量調製を行った。今後これらのヌクレオソームについてX線結晶構造解析を行う予定である。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Novel function of HATs and HDACs in homologous recombination through acetylation of human RAD52 at double-strand break sites2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Takeshi、Kagawa Wataru、Tajima Katsushi
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 14 号: 3 ページ: 1007277-1007277

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1007277

    • NAID

      120006459820

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural Basis of Homology-Directed DNA Repair Mediated by RAD522018

    • 著者名/発表者名
      Saotome, M., Saito, K., Yasuda, T., Ohtomo, H., Sugiyama, S., Nishimura, Y., Kurumizaka, H., Kagawa, W.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 3 ページ: 50-62

    • DOI

      10.1016/j.isci.2018.04.005

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of the human DNA repair protein RAD52 containing surface mutations.2016

    • 著者名/発表者名
      Saotome, M., Saito, K., Onodera, K., Kurumizaka, H., and Kagawa, W.
    • 雑誌名

      Acta Cryst. F

      巻: 72 号: 8 ページ: 598-603

    • DOI

      10.1107/s2053230x1601027x

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] RAD52が触媒するアニーリング反応におけるミスマッチの影響2017

    • 著者名/発表者名
      相澤由有希、五月女美香、香川亘
    • 学会等名
      第35回 染色体ワークショップ 第16回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] RAD52の二つのDNA結合部位のアニーリング反応における役割2017

    • 著者名/発表者名
      五月女美香、齋藤健吾、安田武嗣、胡桃坂仁志、香川亘
    • 学会等名
      第35回 染色体ワークショップ 第16回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ブーケ配向形成に関与する因子群の生化学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      讓原秀隆、横山浩、近重裕次、原口徳子、平岡泰、胡桃坂仁志、香川亘
    • 学会等名
      第35回 染色体ワークショップ 第16回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ヒトRAD52が促進するDNAアニーリングの分子機構2017

    • 著者名/発表者名
      香川亘、五月女美香、齋藤健吾、安田武嗣、杉山修正、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第35回 染色体ワークショップ 第16回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 結晶化シャペロンを用いたBqt1-Bqt2複合体のX線結晶構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      讓原 秀隆、相澤 由有希、横山 浩、近重 裕次、原口 徳子、平岡 泰、 胡桃坂 仁志、香川 亘
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 多様なヌクレオソーム構造を明らかにするための技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      浦野一輝、堀越直樹、鯨井智也、田口裕之、胡桃坂仁志、香川亘
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 立体構造に立脚したDNAアニーリング反応におけるRad52の触媒機構2016

    • 著者名/発表者名
      五月女 美香、齋藤 健吾、安田 武嗣、胡桃坂 仁志、香川 亘
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 結晶化シャペロンを用いた全長Rad52の大量調製2016

    • 著者名/発表者名
      相澤 由有希、五月女 美香、香川 亘
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Rad52多量体リングを構成する分子の数と機能の関係2016

    • 著者名/発表者名
      松本 耕介、五月女 美香、香川 亘
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 結晶化シャペロンを用いたBqt1-Bqt2複合体のX線結晶構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      讓原 秀隆、相澤 由有希、横山 浩、近重 裕次、原口 徳子、平岡 泰、 胡桃坂 仁志、香川 亘
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヌクレオソームの新たな立体構造解析法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      浦野一輝、堀越直樹、鯨井智也、田口裕之、胡桃坂仁志、香川亘
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Rad52が触媒する相同組換え反応の分子機構2016

    • 著者名/発表者名
      五月女 美香、齋藤 健吾、安田 武嗣、胡桃坂 仁志、香川 亘
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] スペーサータンパク質を用いた全長Rad52の大量調製2016

    • 著者名/発表者名
      相澤 由有希、五月女 美香、香川 亘
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Rad52の多量体リングを構成する分子の数と機能の関係2016

    • 著者名/発表者名
      松本 耕介、五月女 美香、香川 亘
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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