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2019 年度 実施状況報告書

クライオ電子顕微鏡を用いた転写伸長超複合体の構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K14643
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

江原 晴彦  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (80634766)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード構造生物学 / 転写 / Cryo-EM
研究実績の概要

RNAポリメラーゼII(PolII)は、メッセンジャーRNA(mRNA)の転写を担うタンパク質複合体であり、真核生物の遺伝子発現において中核的な役割を果たす。また、PolIIによる転写伸長は,転写伸長因子をはじめとする様々なタンパク質群によって高度に制御されていることが知られており、その過程を分子レベルで理解してゆくことは、遺伝子発現やその制御に関わる謎を解明するために、重要である。特に、クロマチン転写といった真核生物に特有な機能と、転写伸長因子との関連は、未知の点が多く、集中的な研究をおこなっている。転写伸長因子がヌクレオソーム転写を促進する分子メカニズムについて、昨年度に論文を出版したが、本年度はその内容等について多くの講演や議論を行った。また、議論の結果等も踏まえ、数多くの転写伸長関連タンパク質について、その調製系の構築を継続的に行った。また、リン酸化の有る無しや、転写因子の組み合わせ、用いる核酸の配列や、バッファ溶液など、様々な条件を検討しつつ、精製したタンパク質を用いたin vitroでの転写伸長実験を繰り返し行った。それらに加え、Pol2を含んだ複合体のCryo-EM単粒子解析について、データ測定や解析手法の最適化等、様々な技術的な改良を行い、昨年度までよりも、高い分解能での構造解析が可能となった。また、多種類のタンパク質複合体等について、並行的に研究を進められるよう、Cryo-EM実験や解析の効率化にも取り組んだ。

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

昨年度までの研究の延長として、概ね想定通りに進んでいるため。

今後の研究の推進方策

さらに多くの種類の転写伸長因子について、サンプル調製を行い、PolII等との複合体形成や転写実験を行う。それらの複合体について、Cryo-EMを用いた網羅的な構造解明を行い、複合体同士の構造比較などを通じて、細胞内における転写の分子メカニズムを解明する。

次年度使用額が生じた理由

初年度に予想外の発見があり、論文や学会発表等に集中することとなったため、当初予定していた消耗品を用いる実験などを行わなかった。次年度に当初計画に沿った消耗品などを購入する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Structural basis of nucleosomal transcription by RNA polymerase II2019

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Ehara, Tomoya Kujirai, Yuka Fujino, Mikako Shirouzu, Hitoshi Kurumizaka, Shun-ichi Sekine
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Three Dimensional Electron Microscopy
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural basis of chromatin transcription by RNA polymerase II and elongation factors2019

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Ehara, Tomoya Kujirai, Yuka Fujino, Mikako Shirouzu, Hitoshi Kurumizaka, Shun-ichi Sekine
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] Cryo-EM analysis of nucleosomal transcription with elongation factors Elf1 and Spt4/52019

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Ehara, Tomoya Kujirai, Yuka Fujino, Mikako Shirouzu, Hitoshi Kurumizaka, Shun-ichi Sekine
    • 学会等名
      Mechanisms of Eukaryotic Transcription
    • 国際学会
  • [学会発表] クロマチン上で起こる転写伸長の構造生物学2019

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Ehara, Tomoya Kujirai, Yuka Fujino, Mikako Shirouzu, Hitoshi Kurumizaka, Shun-ichi Sekine
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
  • [学会発表] クライオEMで見えてきた,ヌクレオソーム転写の分子メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      江原 晴彦
    • 学会等名
      CBI学会2019年大会

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公開日: 2021-01-27  

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