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平成29年度は、ヒストンタンパク質の化学合成法を基盤にして、細胞内での動態を可視化するための人工ヒストンの作製に取り組んだ。ヒストンH2AならびにH2Bは二量体を形成し、機能することが知られている。一方で、単量体と二量体との平衡状態や他のシャペロンタンパク質との相互作用など、大部分の挙動については明らかになっていない。本研究では翻訳後修飾や蛍光色素などを導入した合成ヒストンを用いてこれらの課題へアプローチしている。
第一に、H2Aの57番目チロシンになされるリン酸化修飾(Y57ph)に関する研究を進めた。前年度に引き続き検証を行った結果、Y57phがH2A-H2B二量体ならびにヌクレオソーム構造を不安定化するという新たな知見を得ることができた。Y57phは転写を促進することが先行研究にて知られており、今回の結果を加味すると、ヒストンの活発な動態に関わる修飾であることが示唆された。
第二に、H2A-H2B二量体形成を検出可能なヒストンの合成研究に取り組んだ。2種類の色素を導入したH2Bを合成し、色素間のエネルギー移動を蛍光スペクトルから読み取ることで、細かな構造変化を検出できると考えた。前年度に行った実験では、色素を導入する反応およびその後のアッセイに再現性の観点から難があったため、今年度の実験では確実に色素を導入可能な反応に変更した。その結果、純度良く目的のH2Bを合成することができた。そののちに合成H2Bを用いて再構成実験を行い、H2Aと二量体を形成したときのみ蛍光スペクトルが大きく変化し、H3やH4など他のヒストンと共存させても大きくスペクトルが変化しないことを明確に示した。これにより、設計したH2Bが二量体形成のみを検出できることが実証された。
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