| 研究課題/領域番号 |
17H06264
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
千田 俊哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (30272868)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| キーワード | 遺伝子 / 発現制御 / ゲノム / 構造生物学 |
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| 研究実績の概要 |
真核細胞生物の細胞機能は、ゲノムDNAに書き込まれた情報だけでなく、ヒストンタンパク質の翻訳後修飾パターンなどのエピジェネティック情報によって規定されている。しかし細胞が分裂する際、ゲノムDNAは複製反応によって倍加するが、ヒストンは倍加しないため、新生ヒストンがゲノムDNA上に取り込まれる。新旧ヒストンの翻訳後修飾パターンは異なるため、細胞機能維持には新旧ヒストンの翻訳後修飾パターンを揃える分子機構が必要だが、CAF-I複合体はこの分子機構において中心的役割を果たす。本研究では、(A) 複製反応経由の細胞機能のリセットを目指したCAF-I複合体の結晶構造解析を第一の目的とする。さらに、(B) CAF-I複合体を含む超分子複合体の結晶構造解析を通してCAF-Iの機能表面を明らかにし、細胞機能をリセットするCAF-I変異体やCAF-I機能阻害剤の作製を目的とする。
H29年度は、目的として挙げた(A)に対応して、CAF-I複合体の大量精製系の確立を達成した。しかし、H30年度前半、クライオ電子顕微鏡での観察を行なった結果、CAF-I複合体がグリッド作製中に解離してしまうことが示唆され、なんらかの方法での安定化が必要なことがわかった。この結果を受けて、H30年度後半は架橋剤による安定化を試み、架橋+ゲル濾過の実験を行なったが、適切な条件を見出すことができなかった。ここで、CAF-I複合体の相互作用因子であるヒストンH3/H4について、CAF-IとH3/H4の解離定数はナノモーラーオーダーであるため、H3/H4の結合はCAF-Iを安定化することが期待される。H3/H4を共同研究先から分与してもらい、両者を混ぜてゲル濾過カラムを通したところ、高純度のCAF-I-H3/H4複合体を得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
H30年度は、CAF-I複合体の精製だけでなく、CAF-I-H3/H4複合体の精製に成功している。生体内ではCAF-IはH3/H4と相互作用することによって細胞の機能維持を担うので、H30年度は、目的に掲げた(A)だけでなく、(B)についても、一定の成果を挙げることができたと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
H31年度は、H30年度に精製したCAF-I-H3/H4複合体について、クライオ電子顕微鏡によるデータ測定・グリッド条件の検討を進める。よいデータが得られた場合は、単粒子解析を行い、CAF-IとH3/H4の相互作用界面を明らかにする。可能であれば、相互作用を担うアミノ酸に変異を入れて、エピジェネティック情報伝達に関する機能解析を行う。
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