DNA/ヒストン液-液相分離による遺伝子転写制御機構の解明
DNA/组蛋白液-液相分离阐明基因转录控制机制
基本信息
- 批准号:20J12411
- 负责人:
- 金额:$ 1.34万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2020
- 资助国家:日本
- 起止时间:2020-04-24 至 2022-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
生体高分子が引き起こす液-液相分離現象(以下、相分離)は、細胞内で特定の分子を区画化する“膜のないオルガネラ”の形成メカニズムとして注目を集めている。DNAは、ヒストンタンパク質と相分離を引き起こすことで遺伝子転写の制御に寄与する可能性が示唆されており、相分離を介した生体反応制御において重要な分子だと考えられる。本研究では、DNAとヒストンタンパク質の相分離機構の解明を目的としており、昨年度はDNAの四重鎖構造へのフォールディングがヒストンH1との相分離の制御に重要な役割を果たしていることを見出した。本年度は、更なる詳細な分子機構の解明を行うために、DNAの化学構造とヒストンの翻訳後修飾の相分離現象への影響をそれぞれ調査した。DNAの核酸塩基、デオキシリボース、リン酸基を部分的に欠くDNAオリゴマーをヒストンH1と多様な条件で混合し、顕微鏡観察をベースとした相図を作成した。その結果、カチオン性のヒストンH1とアニオン性のDNAのリン酸基との静電相互作用だけでなく、核酸塩基が関わるπ電子相互作用やデオキシリボースが関わるファンデルワールス相互作用もまた相分離を促進していることがわかった。ヒストンH3テールの配列を模したペプチドをDNAと混合すると相分離が誘起された。一方、ペプチドに含まれるリジン残基がアセチル化されると相分離が阻害され、その阻害効果はアセチル化部位に依存していることが判明した。具体的には、ペプチドの末端に近い部位のアセチル化ほど、相分離を強く阻害することがわかった。本研究から、カチオン性のタンパク質とDNAの相分離は、荷電性部位間の相互作用だけでなく、電荷を持たない部位や化学修飾のわずかな違いに依存した相互作用によって制御を受けることが実験的に明らかになった。生体高分子の相分離機構の理解は、生命現象やバイオテクノロジーの発展に寄与するだろう。
Polymer が lead き raw bodies こ す liquid - liquid phase separation phenomenon (" は, phase separation), を area of で の specific molecules in a cell change す る "membrane の な い オ ル ガ ネ ラ" の form メ カ ニ ズ ム と し て attention を set め て い る. DNA は, ヒ ス ト ン タ ン パ ク qualitative と phase separation を lead き up こ す こ と で heritage 伝 son planning write の suppression に send す が る possibility in stopping さ れ て お り, phase separation を interface し た raw body against 応 suppression に お い て important molecular だ な と exam え ら れ る. This study で は, DNA と ヒ ス ト ン タ ン パ ク qualitative の separate agencies の interpret を purpose と し て お り fourfold lock structure, yesterday's annual は DNA の へ の フ ォ ー ル デ ィ ン グ が ヒ ス ト ン H1 と の phase separation の suppression に important な "を cut fruit た し て い る こ と を shows し た. は this year, more な る detailed な molecular institutions の interpret を line う た め に chemical structure, DNA の と ヒ ス ト ン の modification after turn 訳 の phase separation phenomenon へ の influence を そ れ ぞ れ survey し た. DNA の nucleic acid salt, デ オ キ シ リ ボ ー ス, リ ン acid base part を に owe く DNA オ リ ゴ マ ー を ヒ ス ト ン H1 と others more で mixed し な conditions, 顕 micromirror 観 examine を ベ ー ス と し た phase 図 を made し た. そ の results, カ チ オ ン sex の ヒ ス ト ン H1 と ア ニ オ ン sex の DNA の リ ン acid radical と の electrostatic interaction だ け で な く, nucleic acid salt base が masato わ る PI electron interaction や デ オ キ シ リ ボ ー ス が masato わ る フ ァ ン デ ル ワ ー ル ス interaction も ま た phase separation を promote し て い る こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0 <s:1> H3テ テ テ すると <s:1> <s:1> coordinate を model たペプチドを たペプチドをDNAと mix すると phase separation が induce された. Side, ペ プ チ ド に containing ま れ る リ ジ ン residues が ア セ チ ル change さ れ る と phase separation が resistance against さ れ, そ の resistance against unseen fruit は ア セ チ ル change parts に dependent し て い る こ と が.at し た. Specific に は, ペ プ チ ド の end に い portion の ア セ チ ル change ほ ど, phase separation を く strong resistance against す る こ と が わ か っ た. This study か ら, カ チ オ ン sex の タ ン パ ク qualitative と の DNA separation は の interaction between, electrical parts だ け で な く, charge を た な い parts や chemically modified の わ ず か な violations い に dependent し た interaction に よ っ て suppression を by け る こ と が be 験 に Ming ら か に な っ た. Understanding of the biological polymer <s:1> phase separation mechanism <e:1>, テ, life phenomena やバ, テ, テ, ノロジ, <s:1> development に, sent to するだろう.
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Acetylation Site-Specificity of Histone H3 Tail Peptides in DNA Condensation via Liquid-Liquid Phase Separation
通过液-液相分离进行 DNA 缩合中组蛋白 H3 尾肽的乙酰化位点特异性
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Masahiro Mimura;Shunsuke Tomita;Hiroka Sugai;Tomoshi Kameda;Ryo Kitahara;Soichiro Kitazawa;Ryoji Kurita
- 通讯作者:Ryoji Kurita
ヒストンH3テールペプチドとリンカーDNAの生体分子凝縮におけるアセチル化部位特異性
组蛋白 H3 尾肽和接头 DNA 生物分子缩合中的乙酰化位点特异性
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:三村真大;冨田峻介;菅井祥加;亀田倫史;北原亮;北沢創一郎;栗田僚二
- 通讯作者:栗田僚二
The Effect of Post-Translational Modifications of Histone H3 Tail on Liquid-Liquid Phase Separation of DNA
组蛋白 H3 尾翻译后修饰对 DNA 液-液相分离的影响
- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Masahiro Mimura;Shunsuke Tomita;Hiroka Sugai;Yoichi Shinkai;Ryoji Kurita
- 通讯作者:Ryoji Kurita
四重鎖DNAによるヒストンの液-液相分離制御
使用四链体 DNA 控制组蛋白液-液相分离
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:三村真大;冨田峻介;新海陽一;細貝拓也;白木賢太郎;栗田僚二
- 通讯作者:栗田僚二
Quadruplex DNA controls liquid-liquid phase separation of histone proteins
四链体 DNA 控制组蛋白的液-液相分离
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:三村真大;冨田峻介;新海陽一;細貝拓也;白木賢太郎;栗田僚二
- 通讯作者:栗田僚二
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三村 真大其他文献
分子ひもで創り出す化学の“カタチ”
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2017 - 期刊:
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京田 浩平・嚴嶋 藍・山本 拓矢・手塚 育志
蛍光DNAアレイを利用したプロテアーゼ複合体の生体模倣検出
使用荧光 DNA 阵列仿生检测蛋白酶复合物
- DOI:
- 发表时间:
2019 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
冨田 峻介;菅井 祥加;三村 真大;石原 紗綾夏;白木 賢太郎;栗田 僚二 - 通讯作者:
栗田 僚二
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