クロマチンリモデリング因子CHD8の動態追跡と自閉症治療への応用

CHD8はATP依存性クロマチンリモデリング因子であり、クロマチン構造を変化させることによって転写を調節する。近年、CHD8における変異が自閉症発症の有力な原因として同定された。CHD8変異がなぜ自閉症発症に繋がるのかは明らかにされておらず、またCHD8の機能であるクロマチンリモデリングでさえ未だ謎に包まれている。この問題を解決するために原子間力顕微鏡を用いてCHD8によるクロマチンリモデリングを観察し、その反応の詳細を解き明かし、ひいては自閉症発症メカニズムを明らかにすることを目指す。研究の方法CHD8野生型によるクロマチンリモデリングを原子間力顕微鏡下で観察し、DNAをまき直すメカニズムを明らかにする。またCHD8変異型(自閉症患者で同定された変異)の解析から野生型との差異を同定し、自閉症発症メカニズムの解明に迫る。研究成果前年度はCHDタンパク質単量体、およびヌクレオソームとの結合状態をリアルタイムに観察することに成功した。CHDタンパク質-ヌクレオソーム複合体に関しては、クライオ電子顕微鏡で報告された結合状態だけでなく、DNA-binding domainを足場にして安定な結合状態を探索するような中間体も観察されていた。一方、CHDタンパク質とヌクレオソームの結合は非常に弱く、安定して観察を続けることが困難であった。塩濃度やMolecular crowding因子を調節することで結合状態を改善することが可能になった。

CHD8はATP依存性クロマチンリモデリング因子であり、クロマチン構造を変化させることによって転写を調節する。近年、CHD8における変異が自閉症発症の有力な原因として同定された。CHD8変異がなぜ自閉症発症に繋がるのかは明らかにされておらず、またCHD8の機能であるクロマチンリモデリングでさえ未だ謎に包まれている。この問題を解決するために原子間力顕微鏡を用いてCHD8によるクロマチンリモデリングを観察し、その反応の詳細を解き明かし、ひいては自閉症発症メカニズムを明らかにすることを目指す。研究の方法CHD8野生型によるクロマチンリモデリングを原子間力顕微鏡下で観察し、DNAをまき直すメカニズムを明らかにする。またCHD8変異型(自閉症患者で同定された変異)の解析から野生型との差異を同定し、自閉症発症メカニズムの解明に迫る。研究成果前年度はCHDタンパク質単量体、およびヌクレオソームとの結合状態をリアルタイムに観察することに成功した。CHDタンパク質-ヌクレオソーム複合体に関しては、クライオ電子顕微鏡で報告された結合状態だけでなく、DNA-binding domainを足場にして安定な結合状態を探索するような中間体も観察されていた。一方、CHDタンパク質とヌクレオソームの結合は非常に弱く、安定して観察を続けることが困難であった。塩濃度やMolecular crowding因子を調節することで結合状態を改善することが可能になった。