| 研究課題/領域番号 |
19K06499
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
木下 和久 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (60447886)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 染色体 / 細胞分裂 / 細胞周期 |
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| 研究実績の概要 |
分裂期染色体構築の過程において中心的役割を果たす巨大なタンパク質複合体コンデンシンIの作用機序の解明を目指し、複合体を構成する五つのサブユニットが各々果たしている役割について解析を行っている。前年度までの解析から、コンデンシンIのkleisinサブユニットCAP-Hの変異体の一つであるモチーフIII変異体（III-6Q変異型複合体）がトポイソメラーゼ IIを除去した条件下においてDNAクラスターの過剰な凝縮を引き起こす「豆 (bean)」表現型を示すことを明らかにした。「豆」表現型は基質DNAの絡み合いの程度の変化に応じて活性化されたコンデンシン複合体間相互作用によって引き起こされると予想され、当該年度（2020年度）は「豆」表現型を生み出すCAP-HのモチーフIIIドメインと他のコンデンシンIサブユニットとの機能的なクロストークに注目し研究を進めた。III-6Q変異とサブユニット欠失を組み合わせた変異型サブ複合体を用いた解析から、CAP-HがモチーフIIIを介してCAP-Gの機能を制御しており、III-6Q変異によってCAP-Gの機能が低下して本来CAP-Gが抑制すべきCAP-D2の機能が過剰に発現してしまった結果として「豆」表現型が生み出されていることが示唆された。すなわち正常な野生型のコンデンシンIでは、上流に位置するCAP-H（モチーフIII）からCAP-GそしてCAP-D2の機能にまで連なる複合体内サブユニット間の制御カスケードによってコンデンシンIが緻密な制御を受けていると考えられる。またサブユニットのドメイン解析からCAP-D2によって引き起こされる機能（複合体間相互作用）に必須な領域を見出しており、機能の制御という観点のみならずより下流に位置する機能の発現メカニズムまでを含めた一連のコンデンシンIの作用機序が明らかになりつつある。
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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
当該年度（2020年度）当初に立てた推進方策のとおり、コンデンシンIの分子機能においてkleisinサブユニットが他のコンデンシンIのサブユニットとどのようにクロストークしながら機能するのかに注目し解析を進めた結果、複合体内サブユニット間のカスケードによる制御メカニズムとkleisin以外のサブユニットの役割について明らかにすることが出来た。
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| 今後の研究の推進方策 |
コンデンシンIの分子活性、特に複合体間相互作用においてCAP-D2サブユニットおよび他のコンデンシンIのサブユニットがどのような貢献をしているのか、またループextrusion活性等の他の分子活性との関連にも注目しつつ研究を推進していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍による緊急事態宣言発令下における在宅勤務の影響で本研究計画で予定していたタンパク質の発現および精製にかかる分子生物学実験用の試薬、実験器具および消耗品の購入が予想よりも少なくなったために次年度使用額が生じた。次年度もこれまでと同様に、研究費の大半はタンパク質の発現および精製にかかる分子生物学実験用の試薬、実験器具および消耗品の購入に使用する予定である。また研究を推進する上で必要な研究の情報収集と討論、および研究成果の発表のための旅費を含めた費用としても、研究費を使用する。
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