液液相分離したリン酸化HP1αのヌクレオソーム結合への機能解明

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ヘテロクロマチンタンパク質のHP1αは、N末テイル(NT)に存在する連続した4個のセリン残基が、カゼインキナーゼ2によりリン酸化されるという特徴がある。このリン酸化によって、ヒストンH3への結合が強くなることや、液-液相分離が起こることが報告されている。NTがリン酸化されない変異体は染色体不安定性を引き起こすため、NTのリン酸化は必要不可欠な機能である。しかしながら、HP1αやHP1αが結合するヒストンH3のN末テイルやリンカーDNAは、天然変性領域で非常に動的に機能しているため、リン酸化HP1α全長の構造やヌクレオソーム上での結合様式、HP1αリン酸化にともなう液-液相分離の役割については不明な点が多い。本年度は、液-液相分離に関与するリン酸化HP1αの分子内及び分子間相互作用部位の詳細な解析を行うために、濃度を液-液相分離　の起こらない薄い状態から濃い状態まで振ってNMRの測定を行なった。その結果、分子内相互作用から分子間相互作用へ変わる濃度域が明らかになった。さらに、リン酸化体のHP1αとヌクレオソーム中のヒストンH3のN末テイルを模したK9me3修飾ヒストンH3ペプチドとの相互作用解析を行った。前年度に同定した液-液相分離に重要なアミノ酸に変異を導入したHP1αとヒストンH3のN末テイルを模したヒストンH3ペプチドとの結合能は、野生型と比較して変化がなかった。また、ヌクレオソームを調製するために、ヌクレオソームを構成するヒストンタンパク質H2A,H2B,H4,及び安定同位体標識したH3の発現と精製を行い、193塩基対DNAの調製も行なった。