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2010 年度 実績報告書

化学修飾ネットワークの構造的基盤としての不規則領域の生理的意義の解明

公募研究

研究領域天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現
研究課題/領域番号 22113502
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)

キーワード化学修飾 / ヒストンテイル / ネットワーク / 不規則領域 / 天然変性蛋白質
研究概要

天然変性領域の示すヒストン化学修飾部位に関する世界に先駆けての知見:
1.Hi-MOST model天然変性領域の化学修飾からヌクレオソーム構造変換機構
ヒストンの化学修飾認識因子のブロモドメインとヒストンシャペロンCIAの複合体結晶構造の解析により、天然変性領域であるヒストンテイル領域の化学修飾とヒストンコア領域の構造変換を初めて結びつけたhi-MOST(histone modification to nucleosome structural change)モデルを提唱した。
2.ESS strategy:頑強性を示すピストン化学修飾残基の同定
天然変性領域であるヒストンテイル領域の化学修飾は、化学修飾間の機能的補填関係により機能解析が困難であったが、"DESS strategy"を新たに開発し、頑強性を示す機能的に重要な残基を特定した。
3.Htz1点変異体ライブラリーの構築
ヒストンバリアントHtz1点変異体ライブラリーを作製し、天然変性領域であるテイル領域における化学修飾残基の点変異体が様々なDNA介在反応阻害剤に対して表現型を示さないことを見い出し、ヒストンと同様にHtz1のテイル領域の化学修飾が変異に対する頑強性を持つことが明らかとなった。
4.染色体分配を司るヒストン領域の同定
染色体分配におけるヒストンの役割を解明するため、ヒストン点変異体ライブラリーを用いた微小管脱重合阻害剤TBZ/benomyl感受性試験を行ったが、天然変性領域であるテイル領域の化学修飾残基の点変異体は表現型を示さず、染色体分配においてもテイル領域は頑強性を持つことが明らかとなった。
5.H3K36me3を制御するピストン領域の同定
ヒストン点変異体ライブラリーを用いた解析により、天然変性領域であるヒストンH3K36のメチル化に必要な残基がヌクレオソーム分子表面上でクラスターを形成し、ヒストンH3K36メチル化酵素Set2のクロマチン結合にも必要であることを示し、天然変性領域の化学修飾と構造コア領域の関係を明らかにした。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Global analysis for functional residues of histone variant Htz1 using the comprehensive point mutant library2011

    • 著者名/発表者名
      A.Kawano
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 16 ページ: 590-607

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2011.01512.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global analysis of core histones reveals nucleosomal surfaces required for chromosome bi-orientation2011

    • 著者名/発表者名
      S.Kawashima
    • 雑誌名

      EMBO J.

      巻: 30 ページ: 3353-3367

    • DOI

      10.1038/emboj.2011.241

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The histone chaperone FACT maintains replication fork rates2011

    • 著者名/発表者名
      T.Abe
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem.

      巻: 286 ページ: 30504-30512

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.264721

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global analysis for functional residues of histone variant Htz1 using the comprehensive point mutant library2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ishikawa
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 16 ページ: 1050-1062

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2011.01549.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biphasic chromatin binding of histone chaperone FACT during eukaryotic chromatin DNA replication2011

    • 著者名/発表者名
      L.Kundu, et al
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta

      巻: 1813 ページ: 1129-1136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of the histone chaperone CIA/ASF1-double bromodomain complex connecting histone modifications and site-specific histone eviction2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Akai, et al
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.

      巻: 107 ページ: 8153-8158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global analysis of functional relationships between histone point mutations and the effects of histone deacetylase inhibitors2010

    • 著者名/発表者名
      L.Sato, et al
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 15 ページ: 553-594

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromatin dynamics mediated by histone modifiers and histone chaperones in postreplicative recombination2010

    • 著者名/発表者名
      H.Endo, et al
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 15 ページ: 945-958

    • 査読あり
  • [学会発表] Network-Based Histone "Modification Web" Theory and "DESS" Strategy for Elucidating the Physiological Significance of Histone Modifications2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hayashi, et al
    • 学会等名
      Keystone Symposia-Histone Code : Fact or Fiction?
    • 発表場所
      Utah, USA
    • 年月日
      2011-01-12
  • [学会発表] ON/OFF on gene regulation : from component to network structure遺伝子制御のON/OFF:要素からネットワーク構造へ2010

    • 著者名/発表者名
      堀越正美
    • 学会等名
      BMB2010(第83回日本生化学会大会・第33回日本分子生物学会年会)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド、神戸市
    • 年月日
      2010-12-10
  • [学会発表] Regulatory mechanisms of chromatin structure and function2010

    • 著者名/発表者名
      M.Horikoshi
    • 学会等名
      2010 Global Biomarker Conference
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2010-09-10

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公開日: 2013-06-26  

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