転写因子p53-ヒストン相互作用を介した、転写活性化メカニズムの解明

转录因子p53-组蛋白相互作用介导的转录激活机制的阐明

• 批准号: 19J23094
• 负责人: 西村 正宏
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J23094/
• 关键词: p53; クロマチン; ヌクレオソーム; ヒストン; パイオニア転写因子

真核生物のゲノムDNAは、ヌクレオソームを基本単位としたクロマチン構造を形成している。ヌクレオソームはヒストン8量体にDNAが約150塩基対まきついた円盤状の構造体であり、ヌクレオソーム形成領域中では通常の転写因子等によるDNA結合が阻害される。一方、細胞の分化・発生・初期化・環境応答の初期段階で活性化される一部の転写因子 (パイオニア転写因子)は、ヌクレオソーム中の標的DNA配列と結合可能である。そこで、本研究では、パイオニア転写因子によるヌクレオソーム中の標的DNA配列認識機構を明らかにするため、がん患者において高頻度に突然変異があると報告されているパイオニア転写因子p53に着目し、生化学的・構造生物学的解析をおこなってきた。本年度は昨年度までに得られたp53-ヌクレオソーム複合体の構造情報に基づき、ヌクレオソームの末端DNA領域を欠失させたコンストラクトを作製し、構造解析の最適化を行った。最終的に構造解析に最適化したヌクレオソームとヒトp53からなる複合体は、ショ糖と架橋剤の密度勾配超遠心分離法により精製した。その後、架橋剤の種類や緩衝液の組成、観察用グリッドの作製条件などを検討することで、クライオ電子顕微鏡観察に最適な条件を探索した。得られた観察用グリッドに対して透過型電子顕微鏡によるデータコレクションをおこない、約8400枚の画像を取得した。これらの画像から約270万個の粒子画像を抽出し単粒子解析をおこなうことで、複合体の密度マップを得ることに成功した。加えてp53が接触するヌクレオソーム中のDNA領域を生化学的手法により同定することに成功した。以上の知見は、主要ながん抑制因子であるp53がパイオニア転写因子として機能する新たな構造的基盤を示すものである。

Eukaryotic organisms have a basic DNA structure. DNA binding is inhibited by DNA binding in the 8-dimensional domain, usually by DNA binding factors. One part of the gene expression factor, the target DNA sequence in the process of cell differentiation, development, initialization, environmental response, activation and binding is possible. In this study, the target DNA sequence recognition mechanism in the gene expression factor p53 was identified and reported in patients with high frequency of sudden changes. This year, we have obtained structural information on p53-protein complexes, and we have conducted optimization of structural analysis in the terminal DNA domain of protein complexes. The final structural analysis was optimized by the density matching ultra-telecentric separation method for the complex and sugar bridging agent. The type of bridging agent, the composition of buffer solution and the optimum conditions for electron microscopy were investigated. About 8400 images were obtained from the transmission electron microscope. About 2.7 million particles were extracted from the image, and the density of the complex was obtained. Add p53 to the DNA field for biochemical methods to determine success The above results show that the main inhibition factors are p53 and p54.

项目成果

Nucleosomal DNA recognition by pioneer transcription factor p53

先锋转录因子 p53 识别核小体 DNA

• 发表时间: 2019
• 作者: Nishimura Masahiro;Arimura Yasuhiro;Nozawa Kayo;Kurumizaka Hitoshi;西村正宏;西村正宏;西村正宏
• 通讯作者: 西村正宏

パイオニア転写因子p53によるヌクレオソーム認識機構

先锋转录因子 p53 的核小体识别机制

• 发表时间: 2021
• 作者: Nishimura Masahiro;Arimura Yasuhiro;Nozawa Kayo;Kurumizaka Hitoshi;西村正宏
• 通讯作者: 西村正宏

Transcription factor p53 interacts with the nucleosome via the linker DNAs and histone H3-H4

转录因子 p53 通过连接子 DNA 和组蛋白 H3-H4 与核小体相互作用

• 发表时间: 2020
• 作者: Nishimura Masahiro;Arimura Yasuhiro;Nozawa Kayo;Kurumizaka Hitoshi;西村正宏;西村正宏
• 通讯作者: 西村正宏

転写因子p53によるヌクレオソーム中のDNA認識機構

转录因子p53在核小体中的DNA识别机制

• 发表时间: 2019
• 作者: Nishimura Masahiro;Arimura Yasuhiro;Nozawa Kayo;Kurumizaka Hitoshi;西村正宏;西村正宏;西村正宏;西村正宏;西村正宏
• 通讯作者: 西村正宏

転写因子p53のヌクレオソーム結合能に関する生化学的解析

转录因子p53核小体结合能力的生化分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Nishimura Masahiro;Arimura Yasuhiro;Nozawa Kayo;Kurumizaka Hitoshi;西村正宏;西村正宏;西村正宏;西村正宏
• 通讯作者: 西村正宏