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2017 年度 実績報告書

電子顕微鏡による染色体動態を担う超分子複合体の構築原理及び制御・遷移機構の研究

公募研究

研究領域染色体オーケストレーションシステム
研究課題/領域番号 16H01410
研究機関九州大学

研究代表者

真柳 浩太  九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (50418571)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードクライオ電子顕微鏡 / 可視化 / ナノバイオ / 超分子複合体 / 生物物理 / クロマチン / ヌクレオソーム / リモデリング
研究実績の概要

昨年に引き続き、主にクロマチンリモデリング因子FACTのSPT16 サブユニットのMidドメイン及びそれに続くAIDセグメントとヌクレオソームから構成される複合体を急速凍結し、位相板及び電子直接検出カメラを備えたクライオ電顕(大阪大学)にて画像データを取得した。位相板の使用により、これまで解析が困難であった分子量20万程度の比較的小さな粒子の場合でも、高分解能且つ高コントラストな粒子像を得ることが可能となった。先行研究からMid-AID、そして弱いながらもAID単独でヌクレオソームの不安定化が引き起こされる事がわかっている。立体構造解析の結果、少なくとも2つの構造が混在していることが明らかになった。一つ目は反応生成物に相当するヘキサソームである。1対のH2A/H2Bが離脱していること以外、大きな構造変化を起こすことなしにヘキサソームが安定に溶液中に存在しうること、その一方で詳細に見ると、ヒストンH3のC末αヘリックスの密度が消失し、DNAの末端もヌクレオソーム構造が解ける方向へシフトするなど、不安定化、更には破壊へと進む要因も示せた点が重要である。
2つ目の構造は分解能5.7オングストロームに達し、ヒストン8個全てを保持しており、そのαヘリックスを全て可視化することができた。ヒストンコアとDNAの112 bp長分は完全にヌクレオソームの結晶構造と重なり、DNAが剥がれた領域(33 bp相当)にはDNAと置き換わる形でAIDがヒストンコアに巻付くように結合していた。以上の結果から、FACTのヌクレオソームへの侵入はDNAの弛み等を利用して、H2BとAIDの結合を足がかりに、DNAを剥がしそれと置き換わる形で、酸性残基に富むAIDがヒストンコアに巻付いていくことで進行するという過程が推察される。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 電子顕微鏡で「見る」生体超分子の構造-革新的発展を続ける単粒子解析2017

    • 著者名/発表者名
      真柳浩太
    • 学会等名
      JASIS 2017 ライフサイエンスイノベーション
    • 招待講演
  • [学会発表] PolD-PCNA-DNA複合体の単粒子解析2017

    • 著者名/発表者名
      真柳 浩太、沖 啓輔、石野 園子、宮崎 直幸、岩崎 憲治、神田 大輔、白井 剛、石野 良純
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] 電子顕微鏡と高速AFMの組み合わせにより明らかになった脂質二重膜中オリゴ糖転移酵素の動的構造2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 由貴、真柳 浩太、Ashutosh Srivastava、有山 弘高、Florence Tama、安藤 敏夫、神田 大輔
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会

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公開日: 2019-12-27  

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