2020 年度研究成果報告書

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

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研究課題/領域番号	18K14643
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分43020:構造生物化学関連
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	転写 / クロマチン / Cryo-EM
研究成果の概要	ヒトをはじめとする真核生物のゲノムDNAは、クロマチンと呼ばれる高度に折りたたまれた構造をとる。DNAが遺伝子として機能する際には、RNAポリメラーゼ2(Pol2)と呼ばれる酵素が、ゲノムDNAに書かれた情報を読み取ることが知られているが、真核生物の折りたたまれたDNAを、どのように読み取ることができるのかは、分かっていなかった。本研究では、クロマチンDNAをPol2が読み取る化学反応を試験管の中で再現し、その最中の分子構造を凍結し、クライオ電顕単粒子解析という手法を用いることで、まさにクロマチンをPol2が読み込んでいく状態の分子構造を、高解像度で観察することに成功した。
自由記述の分野	構造生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	ヒトなどの細胞において、クロマチンの高次構造の影響が遺伝子のON/OFFに与える影響は極めて大きく、細胞の分化、多能性や、がん化などにも深くかかわっている。本研究は、それらの生物学的な背景を考えるにあたって、新たな知見を与えるものである。また、このように複雑で不均一なタンパク質核酸複合体の構造解析は、従来は非現実的と考えられていたものであり、世界に先駆けて構造解析に成功したことは、技術的な面も大きな意義を持つ。