脊椎動物の染色体凝縮を担うコンデンシンの構造基盤と動的挙動の解明

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本研究では、脊椎動物の染色体凝縮を担うコンデンシンのnon-SMCサブユニットの結晶構造を高分解能で決定すると共に、ヌクレオソームやSMCサブユニットとの複合体を再構成し、SAXS、クライオEMにより動的挙動を解析することを目標とする。また、染色体の再構成系を用いた構造機能相関解析を通して、菌類のモデルでは説明できない脊椎動物特有の染色体凝縮の作用機序を原子レベルで明らかにすることにある。染色体凝縮の機能不全はがんや小頭症を引き起こすことから、その分子メカニズムを理解することで抗がん剤創薬が期待できる。本年度は、コンデンシンIIのnon-SMCサブユニットであるCAP-G2-H2とDNAとの相互作用解析を行い、DNA結合部位の同定と共結晶化に向けて最適な二本鎖DNAの長さを決定した。また、AlphaFold2による構造予測からCAP-Gには複数の長大なループ領域が存在することが示唆される。これらの領域を様々に欠損させた発現系を構築し、その一部については組換えタンパク質の調製に成功した。次年度以降、これらの新たな組換えタンパク質とDNAの共結晶化条件の探索を進める。コンデンシンIのnon-SMCサブユニットに関しては、構造解析に既に成功しているCAP-G-Hの構造を再検証し、熱力学的に不安定な領域を同定、欠損させた変異体を設計し、組換えタンパク質の調製に成功した。CAP-G-HについてもDNAとの共結晶化条件を探索していく。コンデンシンI・IIの残りのnon-SMCサブユニットについても生物種の検討も含め引き続き組換えタンパク質の調製方法を再検討する。