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CV-SANS法による変異型ヌクレオソームの詳細構造解析

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 26116509
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
研究機関京都大学

研究代表者

杉山 正明  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (10253395)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードヌクレオソーム / ヒストンバリアント / 中性子小角散乱 / コントラスト変調法 / CV-SANS / 変異型ヌクレオソーム / H2A.B
研究実績の概要

クロマチンの基本構成単位であるヌクレオソームは中性子小角散乱(SANS)法の最適な試料の1つである。ヌクレオソームは4種のヒストンと呼ばれるタンパク質からなる8量体コアにDNAがおよそ1.6回転巻き付いた構造をしている。中性子から見るとタンパク質とDNAは散乱能が異なるためSANSの特徴である溶媒コントラスト変調(CV-SANS)法を用いることで、溶液中のヌクレオソームのヒストンコアとDNAの構造を個別に測定することが可能となる。本研究では、全体の外形を捉える事に優れているX線小角散乱(SAXS)法および計算機シミュレーションをCV-SANS法と相補的に用いることで、より詳細にヌクレオソームの溶液中での構造を解明することを目的とする。
ヌクレオソームにおけるDNAのヒストンコアへの結合は安定であり遺伝子の貯蔵庫として非常に優秀であるが、遺伝情報の転写・修復などの活性時にはヌクレオソームはこの安定構造か離れる動的な存在でもある。この変調構造を誘発するさまざまな因子が知られているが、8つのヒストンの内のいくつかの変異型ヒストンへの置換もその一つである。本研究ではH2AヒストンがH2A.BおよびH2A.Zに置換した変異型ヌクレオソームの構造をSAXS及びCV-SANS法を用いて解析を行った。その結果、H2A.BヌクレオソームではDNAがヒストンコアから大きくかい離しているとともにヒストンテールも広がっていることが示された。一方、H2A.ZヌクレオソームではDNAのかい離は観測されなかったが、DNAとヒストンコアとのPackingが緩んでいることが示唆された。これらがDNAの転写等に深く関与していると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Solution structure of variant H2A.Z.1 nucleosome investigated by small-angle X-ray and neutron scatterings2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sugiyama, N. Horikoshi, Y. Suzuki, H. Taguchi, T. Kujirai, R. Inoue, Y. Oba, N. Sato, A. Martel, L. Porcar, and H. Kurumizaka
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 4 ページ: 28-32

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2015.08.019

    • NAID

      120005893550

    • 関連する報告書
      2015 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] Distinct features of the histone core structure in nucleosomes containing the histone H2A.B variant.2014

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama M, Arimura Y, Shirayama K, Fujita R, Oba Y, Sato N, Inoue R, Oda T, Sato M, Heenan RK, Kurumizaka H.
    • 雑誌名

      Biophys J.

      巻: 106 号: 10 ページ: 2206-2213

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2014.04.007

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Structural Investigation on Variant Nucleosomes by Solution X-ray and Neutron Scattering2015

    • 著者名/発表者名
      M.Sugiyama
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会,
    • 発表場所
      金沢, 金沢大学、角間キャンパス
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structures of Functional Nucleosomes Investigated by Small-Angle X-ray and Neutron Scatterings2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sugiyama, Rintaro Inoue, Akihisa Osakabe, Naoki Horikoshi, Yasuhiro Arimura and Hitoshi Kurumizaka
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • 発表場所
      Awaji, Japan, Awaji Yumebutai International Conference Center
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中性子小角散乱だから見える溶液中のタンパク質の構造2015

    • 著者名/発表者名
      杉山正明
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      徳島、あわぎんホール
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biological SANS for next stage2015

    • 著者名/発表者名
      杉山正明
    • 学会等名
      第3回Neutrons in Biology Japan研究会
    • 発表場所
      日本原子力研究所(茨城県那珂郡東海村)
    • 年月日
      2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子小角散乱の基礎と応用2015

    • 著者名/発表者名
      杉山正明
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子の中性子による中性子のための生物溶液散乱2015

    • 著者名/発表者名
      杉山正明
    • 学会等名
      第6回MLFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 年月日
      2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コントラスト変調及び重水素化で見るタンパク質の溶液中の静的・動的構造2014

    • 著者名/発表者名
      杉山正明
    • 学会等名
      第37回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      佐賀県立男女共同参画センター・佐賀県立生涯学習センター(佐賀市)
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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