HIV-1 Vprにより誘導される二重鎖切断の分子機構

HIV-1 Vpr诱导双链断裂的分子机制

• 批准号: 07J05393
• 负责人: 立和名 博昭
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J05393/
• 关键词: クロマチン; ヌクレオソーム; ヒストン; ヒストンバリアント; 結晶構造解析; シャペロン

真核生物のゲノムDNAは、クロマチン構造を形成し、細胞の核内に収納されている。クロマチン構造は、4種類のヒストン(H2A、R2B、H3、H4)からなるヒストン八量体にDNAが1.65回転巻きついたヌクレオソームを基本単位としている。ヌクレオソームの構成因子であるヒストンには、相同性の高いバリアント(ヒストンバリアント)が存在することが知られている。これらのヒストンバリアントを含むヌクレオソームは、それぞれに性質が異なることが考えられている。さらに、細胞は、ヒストンバリアントが形成するヌクレオソームの性質の違いを利用して、複製、転写および修復等のDNA上で行われる様々な反応を制御していることが考えられている。そこで、本研究では、ヒストンバリアントを含むヌクレオソームの立体構造の解析により、クロマチン構造の機能を明らかにすることを目的とした。また、ヌクレオソーム構造の基礎は、H3/H4とDNAとの複合体であり、ヒトにおいてH4のバリアントは同定されていないことから、ヒトのH3バリアントを含むヌクレオソームに着目した。今回、解析に成功したのは精巣で高発現が確認されているH3tを含むヌクレオソームの立体構造である。リコンビナントヒストンとして精製したヒストン(H2A、H2B、H3t、H4)を用いて、ヌクレオソームを形成させるその結晶化を行った。得られた結晶を用いて、X線結晶構造解析を行った結果、2.8Åの分解能でH3tを含むヌクレオソームの立体構造の決定に成功した。決定した立体構造から、H3tを含むヌクレオソームは、一部のヒストンとDNAとの相互作用が無くなっていることが分かった。このことからH3tを含むヌクレオソームは、他のH3を含むヌクレオソームより不安定であることが考えられた。このことは、精子形成に伴うクロマチンの再編成にH3tが関与している可能性を示唆している。

真核生物的基因组 DNA 形成染色质结构并储存在细胞核内。染色质结构的基本单位是核小体，它是由四种组蛋白（H2A、R2B、H3 和 H4）和 DNA 围绕其缠绕 1.65 圈而成的组蛋白八聚体。众所周知，作为核小体的构成因子的组蛋白中存在高度同源的变异体（组蛋白变异体）。含有这些组蛋白变体的核小体被认为具有不同的特性。此外，细胞被认为利用组蛋白变体形成的核小体特性的差异来控制 DNA 上发生的各种反应，例如复制、转录和修复。因此，在本研究中，我们旨在通过分析含有组蛋白变体的核小体的三维结构来阐明染色质结构的功能。此外，由于核小体结构的基础是H3/H4和DNA的复合物，并且在人类中尚未发现H4变异体，因此我们重点研究含有人类H3变异体的核小体。这次，我们成功解析了含有H3t的核小体的三维结构，该核小体已被证实在睾丸中高表达。使用纯化的组蛋白（H2A、H2B、H3t、H4）作为重组组蛋白，我们进行结晶以形成核小体。使用所得晶体进行X射线晶体结构分析，结果成功确定了分辨率为2.8 Å的含H3t核小体的三维结构。确定的 3D 结构表明，含有 H3t 的核小体不再与某些组蛋白和 DNA 相互作用。这表明含 H3t 的核小体比其他含 H3 的核小体更不稳定。这表明H3t可能参与精子发生过程中的染色质重组。

项目成果

セントロメア特異的H3バリアントCENP-Aを含むヌクレオソームの結晶化

含有着丝粒特异性 H3 变体 CENP-A 的核小体的结晶

• 发表时间: 2008
• 作者: Hiroaki Tachiwana;Akihisa Osakabe;Hiroshi Kimura and Hitoshi Kurumizaka;立和名博昭;越阪部晃永;佐藤浩一;Hiroaki Tachiwana;立和名博昭
• 通讯作者: 立和名博昭

ヒストンH3バリアントH3tを含むヌクレオソームの構造解析

含有组蛋白 H3 变体 H3t 的核小体的结构分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Hiroaki Tachiwana;Akihisa Osakabe;Hiroshi Kimura and Hitoshi Kurumizaka;立和名博昭;越阪部晃永;佐藤浩一;Hiroaki Tachiwana;立和名博昭;越阪部晃永;藤川乃り映;川口紘一郎
• 通讯作者: 川口紘一郎

In vivo and in vitro Footprinting of Nucleosomes and Transcriptional Activators Usingan Infrared-fluorescence DNA Sequencer

使用红外荧光 DNA 测序仪对核小体和转录激活剂进行体内和体外足迹分析

• 发表时间: 2008
• 期刊: Biological & pharmaceutical bulletin 31(2)
• 作者: Nobuyuki Morohashi;Kumiko Nakajima;Shunsuke Kuwana;Hiroaki Tachiwana Hitoshi Kurumizak and Mitsuhiro Shimizu
• 通讯作者: Hiroaki Tachiwana Hitoshi Kurumizak and Mitsuhiro Shimizu

精巣特異的に高発現するH3バリアントH3tを含むヌクレオソームの構造解析

含有 H3 变体 H3t 的核小体的结构分析，该变体在睾丸中高表达

• 发表时间: 2009
• 作者: Hiroaki Tachiwana;Akihisa Osakabe;Hiroshi Kimura and Hitoshi Kurumizaka;立和名博昭
• 通讯作者: 立和名博昭

H2AXを含むヌクレオソームの再構成とX線結晶構造解析

含 H2AX 核小体的重构和 X 射线晶体结构分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Hiroaki Tachiwana;Akihisa Osakabe;Hiroshi Kimura and Hitoshi Kurumizaka;立和名博昭;越阪部晃永;佐藤浩一;Hiroaki Tachiwana;立和名博昭;越阪部晃永;藤川乃り映
• 通讯作者: 藤川乃り映