ヌクレオソーム構造変換機構を介した染色体機能領域形成機構

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19370049
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堀越 正美 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (70242089)
• キーワード: クロマチン / 染色体 / 遺伝子サイレンシング / ヒストンシャペロン / ヒストン化学修飾

研究概要

本研究課題では、i)染色体機能領域及び境界領域の形成機構に関する共通性と多様性の解明、及び、ii)染色体機能領城の形成に伴うヌクレオソーム構造変換機構の解明、を主目的としている。それぞれについて、当該年度の研究の成果を報告する。
i)の解析では、出芽酵母の接合型遺伝子座領域であるHMRlocusに位置するtRNA遺伝子くRNAポリメラーゼIII転写系遺伝子)に焦点を当て、同遺伝子周辺領域の染色体機能領域及び境界領域の形成機構の解析を行った。昨年9種類のヒストン脱アセチル化酔素の関与の解析を行なった。本年度、H4-K16以外の残基の化学修飾の関与の可能性を検討し、様々なヒストン化学修飾残基の関与を示す結果が得られた。今後はこの残基の化学修飾に関わる酵素の同定及び関与のメカニズムを明らかにすること、またこの領域内に存在するtRNA遺伝子の転写に関わるRNAポリメラーゼIII転写系特有の因子の関与の可能性等を検証することで、同課題の解決を目指す。
ii)の解析では、ヒストンシャペロンCIAと転写基本因子TFIID最大サブユニットであるCCG1のプロモドメイン(アセチル化残基認識ドメイン)との複合体立体構造を、X線結晶構造解析により3.3Aの解像能で明らかにした上でこの複合体形成が実際の転写開始反応系で働くかをin vivoでの様々な実験で証明した(論文投稿中)。本結果及び研究代表者が解明したCIA-ヒストンH3-H4複合体構造により、細胞内外から伝達された情報の集約と考えられるヒストン化学修飾からヌクレオソーム構造変換反応に至るまでのDECODE過程をいわゆる分子レベルで世界に先駆けて示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Theoretical framework for the histone modification network: modifications in the unstructured histone tails form a robust scale-free network (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Hayashi, et al.
  • 雑誌名: Genes Cells (in press,掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Methanococcus jannaschii TATA-box-binding protein (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Adachi, et al.
  • 雑誌名: Genes Cells 13 ページ: 1127-1140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of leucine-to-methionine substitutions on the diffraction quality of histone chaperone SET/ TAF-I β /INHAT crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Senda, et al.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr.F 64 ページ: 960-965
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel structural and functional mode of a knot essential for RNA binding activity of the Esal presumed chromodomain (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Shimojo, et al.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol 378 ページ: 987-1001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Promoter region-specific histone incorporation by the novel histone chaperone ANP32B and DNA-binding factor KLF5 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Munemasa, et al.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 28 ページ: 1171-1181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone chaperones: 30 years from isolation to elucidation of the mechanisms of nucleosome assembly and disassembly (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Eitoku, et al.
  • 雑誌名: Cell.Mol.Life Sci. 65 ページ: 414-444
  • 査読あり
• [学会発表] Theoretical framework for the histone modification network: modifications in the unstructured histone tails form a robust scale-free network (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Horikoshi
  • 学会等名: 2009 Global Biomarker Conference
  • 発表場所: Vancouver, BC, Canada
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] From histone modification to nuclesome disassembly (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Horikoshi
  • 学会等名: Keystone Symposia-Chromatin Dynamics and Higher Order Organization
  • 発表場所: Spokane, WC, USA
  • 年月日: 2009-02-26
• [学会発表] From isolation of novel chromatin factors to proposal of models leading to novel principles and concepts (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Horikoshi
  • 学会等名: International symposium on Nuclear Architecture and Chromatin Dynamics
  • 発表場所: Hyderabad, India
  • 年月日: 2008-11-28
• [学会発表] Analysis of architecture of histone modification network (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Horikoshi
  • 学会等名: World Microarray Congress 2008
  • 発表場所: Vancouver, BC, Canada
  • 年月日: 2008-06-29
• [学会発表] From histone modification to nuclesome disassembly (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Horikoshi
  • 学会等名: Keystone Symposia Molecular Basis for Chromatin Modifications and Epigenetic Phenomena
  • 発表場所: Denver, CO, USA
  • 年月日: 2008-04-08
• [図書] スーパーサイエンスハイスクール講義 (2009)
  • 著者名/発表者名: 堀越正美
  • 総ページ数: 272
  • 出版者: 培風館