| 研究領域 | 動的クロマチン構造と機能 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H01315
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| 研究機関 | 基礎生物学研究所 |
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研究代表者 |
中山 潤一 基礎生物学研究所, クロマチン制御研究部門, 教授 (60373338)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 遺伝子 / 発現制御 / ヘテロクロマチン / HP1 / リン酸化 |
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| 研究実績の概要 |
進化的に保存されたHP1による動的クロマチン構造変換の分子機構の解明を目指して、本年度は以下３つの項目の研究を遂行した。
【研究項目１：M期特異的リン酸化を受けたHP1の機能解析】これまでに哺乳類のHP1αがCK2による恒常的なリン酸化とAuroraキナーゼによるM期特異的なリン酸化を受けることを明らかにしている。本年度は大腸菌の共発現系を用いてそれぞれのリン酸化を単独、あるいは両方持つHP1αを調製し、ヌクレオソーム結合特異性とDNA結合能を比較した。その結果、M期のリン酸化によってHP1αのヌクレオソーム結合特異性はほとんど変化しないが、DNA結合能が大きく減少することが明らかになった。この結果は、HP1αのM期特異的なリン酸化は、メチル化ヒストンの認識ではなくM期のクロマチンからの解離に関与していることが示唆された。
【研究項目２：生細胞内でのHP1のリン酸化動態の解析】本年度は細胞周期を同調したヒト培養細胞を用いて、HP1αのリン酸化状態の変化を詳細に解析した。その結果、ヒストンH3K9メチル化が存在するヘテロクロマチン領域では、H3S10のリン酸化に先立ってHP1αのリン酸化が起きることが明らかになった。
【研究項目３：HP1のM期特異的なリン酸化の生物学的役割】HP1ファミリータンパク質のM期特異的なリン酸化の進化的な役割を調べることを目的として、本年度は分裂酵母のHP1ホモログであるSwi6のリン酸化状態を解析した。細胞周期を同調させた細胞を用いてSwi6のリン酸化状態を調べたところ、ヒトHP1αと同様にSwi6がM期特異的なリン酸化を受けることが明らかになった。
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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
HP1のリン酸化とその動態制御に関して、精製タンパク質を用いたin vitroの解析と、細胞周期を同調させた培養細胞での解析を組み合わせることで、M期のリン酸化がHP1のクロマチンからの解離に関与していることを示唆する成果が得られたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
HP1の機能におけるM期のリン酸化の役割に関して、リン酸化が入らない変異HP1、また恒常的にリン酸化が入った状態を模した変異HP1を細胞内に発現させ、その影響を検証する実験を推進する必要があると思われる。また遺伝学的な解析が容易な分裂酵母でも、Swi6/HP1がM期特異的なリン酸化を受けていることから、そのリン酸化部位の同定を進め、変異体を用いた遺伝学的な解析へ展開させることで、進化的な役割が明らかになると期待される。
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