2022 Fiscal Year Annual Research Report
Structural and functional analysis of the novel chromatin unit
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20K06599
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野澤 佳世 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (10808554)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | クライオ電子顕微鏡解析 / クロマチン / サブヌクレオソーム / 転写 / ゲノム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究で申請者は、クライオ電子顕微鏡解析を通じてヒストンH3、H4の2種類のみでも、ヌクレオソーム様構造体 (H3-H4オクタソーム)が形成されることを発見し、その構造体が生体内に存在することを実証した。最終年度は、リバイス実験を遂行し、上述の成果を筆頭著者としてProc Natl Acad Sci U S A.に報告することができた。リバイス実験では、H4 R92C変異酵母を用いた細胞内部位特異的タンパク質間架橋実験 (VivosX)によって、H3-H4オクタソーム特異的な構造 (H4-H4’相互作用)が生体内に存在していることを実証した。また、こうしたH3-H4オクタソーム特異的な架橋産物が、生体内でヌクレオソームが連なった結果生じるアーティファクトではないことを証明するために、申請者は同様の変異を含むポリ・ヌクレオソームを試験管内再構成にて作成し、ポリ・ヌクレオソーム状態では架橋産物が形成されないことも示した。加えて、H3-H4オクタソーム結合因子の探索についても進展があった。申請者は、ビオチン化したDNAを用いてH3-H4オクタソームを再構成し、ストレプトアビジン担体と結合させることでヌクレオソームカラムを作成し、HeLa細胞の核抽出液と反応させ、その結合因子のプルダウン精製を行った。カラムに結合した因子をLC-MS/MS質量分析法により網羅的に解析した結果、リンカー・ヒストンH1が優位に検出されることが分かった。H1は、ゲノム上のヌクレオソームの固定やクロマチン高次構造の維持に必須の因子であることから、H3-H4オクタソームがゲノム構造の基本単位として働きうるデータだと考えられる。今後は、H1-H3-H4オクタソーム複合体の構造・機能解析を行うことで、そのゲノム機能を解明して行きたいと考えている。
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[Journal Article] Cryo-electron microscopy structure of the H3-H4 octasome: a nucleosome-like particle without histones H2A and H2B2022
Author(s)
K, Nozawa., Y, Takizawa., L, Pierrakeas., C, Sogawa-Fujiwara., K, Saikusa., S, Akashi., E, Luk., H, Kurumizaka.
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
Volume: 19
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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