| 研究課題/領域番号 |
17K15254
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| 研究機関 | 大阪歯科大学 |
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研究代表者 |
円山 由郷 大阪歯科大学, 歯学部, 助教 (90610296)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | アーキア / 染色体タンパク質 / 遺伝子水平伝播 / ヒストン |
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| 研究実績の概要 |
これまでに、アーキアの複数の種について、新たな染色体タンパク質の探索および機能解析を行うことで、DNA結合たんぱく質Albaが染色体上で直径約10nmのファイバー形成に寄与していること、バクテリアのHUと相同なThermoplasma acidophilumの染色体タンパク質HTaが直径約6nmのビーズ構造を形成していることを示した。また、より高次な構造として、直径約30-40ナノメートルの粒子構造が染色体上に存在し、アーキアの染色体にはEuryarchaeotaとCrenarchaeotaという２つの主要な門に共通して、段階的な高次構造が存在することを明らかにした。また、増殖の進行に応じて30-40nm構造の割合が増加することから、染色体構造が周囲の環境に応じて変化を起こすことが示唆された。 また、超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisの染色体タンパク質として同定していたTrmBL2が、他のアーキアやバクテリアから水平伝搬した遺伝子の発現制御にかかわるなど未知の機能を有する可能性を示した。
本年度は、以上の研究成果を論文として発表した。また、Euryarchaeota門のアーキアは、histoneをもつ種とバクテリアのHUに相同なHTaを持つ種があるが、ともにDNAを巻きつける基本構造を持つこと、そしてCrenarchaota門の種はDNAを巻きつける基本構造を持たないことを明らかにした。このことは、現在の真核生物の染色体構造の起源を考察する上で重要な成果である。
最終年度は、これまでの成果をまとめた総説、および研究手法に関する著書を発表し、研究成果を還元する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
アーキアの中で染色体基本構造としてDNAをタンパク質に巻きつける方法をとるEuryarchaeota門を中心とするグループと、DNAを巻きつけないCrenarchaeota門を中心とするグループに分けられる事を示し、2020年に論文を発表した。
Euryarchaeota門のアーキアは、DNAがタンパク質に巻きついた染色体基本構造をもち、真核生物のhistoneによるbeads-on-a-stringに類似した構造を有する事が分かった。一方、Crenarchaeota門に属するSulfolobus solfataricusやPyrobaculum calidifontisにはDNAがタンパク質に巻きついた染色体基本構造を持たない事が明らかとなった。Thermoplasma属のアーキアが有するHTaは、細菌のHUタンパク質がeuryarchaeota門のアーキアに水平伝播したものであると考えられる。HTaが、DNAを巻きつけるというhisotneに類似した機能を獲得した後に、Thermoplasma属アーキアからhistone遺伝子が失われた事を示唆する結果を得た。このことは、現在の真核生物の染色体構造の起源を考察する上で重要な成果である。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究期間において、histoneまたはHTaといったDNAを巻きつけるタンパク質をもつEuryarchaeota門のアーキアと、DNAを巻きつけるタンパク質を持たないCrenarchaeota門のアーキアとで、染色体の基本構造が根本的に異なることを明らかにした。一方、より高次の構造については、共通して30-40nmの大きさの染色体構造を持つことが明らかとなった。ただし、その高次構造の作られ方や、機能は異なる可能性がある。
最終年度は、これまでの成果をまとめた総説、および研究手法に関する著書を発表し、研究成果を還元する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
理由：これまでの研究成果をまとめた総説および研究手法に関する著書の出版が前年度に完了しなかったため、次年度使用額が生じた。
使用計画：繰越し額は、研究成果をまとめた総説の執筆に要する英文校正と投稿費用、および著書の執筆に必要な英文校正費用に使用する。
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