細胞核膜近傍におけるクロマチンの機能・構造解明

阐明细胞核膜附近染色质的功能和结构

基本信息

批准号：
22K06076
负责人：
堀越直樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

真核生物のゲノムDNAは、4種類のヒストンタンパク質（H2A、H2B、H3、H4）を2分子ずつ含むヒストン8量体の周りに約1.7周巻きついた、ヌクレオソームを基本構造として細胞核内に収納されている。ヌクレオソームが数珠状に連なって形成されるクロマチンの構造は多様性に富んでおり、ゲノムDNA上で機能するタンパク質群の結合や酵素活性を調節している。それにより、遺伝子発現などのゲノムDNAの機能発現制御がなされていると考えられている。細胞核膜周辺におけるクロマチンは、ヘテロクロマチンと呼ばれる凝集したクロマチン状態であることが分かっているが、その構造基盤はほとんど明らかになっていない。本研究では、核ラミナ構成因子とクロマチンとの結合様式を明らかにし、核ラミナ構成因子の変異や機能異常が原因の一つであると考えられる早老症や筋ジストロフィーなどの疾患の作用機序解明に貢献することを目指している。本年度においては、核膜関連因子群をリコンビナントタンパク質として精製する系の確立に成功し、生化学的手法を用いて、核膜関連タンパク質とクロマチンとの相互作用解析を行った。さらに、核膜関連タンパク質の変異体を用いた解析によって、核膜関連因子群とクロマチンとの相互作用ネットワークを明らかにした。加えて、核膜関連タンパク質とヌクレオソームとの複合体のクライオ電子顕微鏡構造解析に向けて、核膜関連タンパク質とヌクレオソームとの複合体を調製する系の確立に成功した。

真核基因组DNA作为基本结构饲养在细胞核中，大约1.7发子蛋白八聚体，其中包含两个分子的四种不同组蛋白蛋白（H2A，H2B，H2B，H3，H4）。由念珠中核小体形成的染色质结构是多种多样的，并调节在基因组DNA上起作用的蛋白质的结合和酶活性。这被认为是基因组DNA的功能表达的调节，例如基因表达。已知细胞核膜周围的染色质处于称为异染色质的聚集的染色质状态，但其结构基本基本尚不清楚。这项研究旨在阐明核椎板成分和染色质的结合模式，并有助于阐明诸如孕激素和肌肉营养不良的疾病作用机理，这些疾病的作用机理被认为是核椎板组成部分突变的原因之一，以及功能障碍性疾病。在今年，我们成功建立了一个用于净化核膜相关因素作为重组蛋白的系统，并且我们进行了生化技术，以分析核膜相关蛋白与染色质之间的相互作用。此外，使用核膜相关蛋白突变体的分析揭示了与核膜相关因子和染色质组之间的相互作用网络。此外，我们已经成功建立了一个系统，用于制备与冷冻膜相关蛋白质和核小体与冷冻电子显微镜的复合物。