| 研究領域 | ＤＮＡの物性から理解するゲノムモダリティ |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05747
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
竹俣 直道 京都大学, 工学研究科, 助教 (40883830)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | SMC / アーキア / 染色体構造 / 進化 / SMCタンパク質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
SMCタンパク質ファミリーはバクテリアからヒトまで広く保存されており、ゲノムの構造化において重要な役割を果たしている。興味深いことに、真核生物の起源となった原核生物ドメイン「アーキア」には、既知のSMCタンパク質をもたない代わりに機能未知のSMC様タンパク質を有する種が存在する。本研究は、この機能未知SMC様タンパク質の機能を解明することで、SMCファミリーによるゲノムモダリティ制御の多様性と共通原理の解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
SMC(Structural Maintenance of Chromosomes)はゲノムモダリティ制御の中枢を担うDNA結合性ATPaseファミリーであり、バクテリアから真核生物まで広く保存されている。しかし、真核生物の起源となった原核生物ドメインであるアーキアでは、既知のSMCタンパク質をもたない種が少なからず存在する。また、このようなアーキアの一群であるテルモプロテウス目アーキアは、Arcadin-4と呼ばれる機能未知のSMC様タンパク質を有する。本研究は、Arcadin-4の機能解明を通じて SMCファミリーによるゲノムモダリティ制御の多様性を明らかにするとともに、多様性の裏返しとして存在する共通原理の解明を目指す。具体的には、テルモプロテウス目に属するアーキアPyrobaculum calidifontisがもつArcadin-4の機能を生化学やNGS技術を駆使して明らかにする。今年度の研究内容は以下の通りである。
Arcadin-4の生化学的性質を解析するため、組換え型Arcadin-4タンパク質の発現・精製を行った。得られた組換えタンパク質をHS-AFMで観察したところ（国立遺伝学研究所との共同研究）、SMC タンパク質に特徴的なリング状のダイマー構造がみられた。一方、Arcadin-4では2つのダイマーが八の字型に会合したユニークな複合体構造も観察された。続いて、組換えArcadin-4タンパク質をDNAと混合した条件でHS-AFM解析を行ったところ、Arcadin-4が一本鎖DNAに特異的に結合することを示唆する結果が得られた。これらの結果は、Arcadin-4が他のSMCタンパク質とは異なったユニークな分子機能を有する可能性を示唆している。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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