核膜孔複合体構成因子ELYSによるヌクレオソームの認識機構解析

核孔复合体成分ELYS分析核小体识别机制

• 批准号: 18K14626
• 负责人: 小林 航
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K14626/
• 关键词: 核膜孔複合体; クロマチン; ELYS; ヌクレオソーム; 染色体分配; クライオ電子顕微鏡; 核膜孔

染色体分配において、細胞核を構成する核膜と核膜孔は一度崩壊した後、それらが再形成される。その過程において、核膜孔複合体構成因子であるELYSタンパク質はヌクレオソームに結合し、核膜孔複合体構成因子をリクルートすることで、核膜孔再形成の起点を形成する。しかし、ELYSがどのようにヌクレオソームを認識し結合するのか、その様式は明らかでない。そこで本研究は、ELYS-ヌクレオソーム複合体を試験管内で再構成し、核膜孔複合体構成因子ELYSによるヌクレオソームの認識機構を構造生物学的解析により明らかにすることを目的とした。ELYSは巨大分子であるため、全長での精製は困難であることが予想された。そこで、ヌクレオソームとの結合領域であるELYSのC末端領域(以下ELYSC)をリコンビナントタンパク質として精製した。ELYSCをヌクレオソームと混合し、ELYSC-ヌクレオソーム複合体をスクロース密度勾配遠心法と架橋剤による化学架橋を組み合わせたGrafix法により精製した。精製したELYSC-ヌクレオソーム複合体をクライオ電子顕微鏡により撮影し、得られた画像の単粒子解析を行った。その結果、ELYSC-ヌクレオソーム複合体の立体構造を4.3 オングストロームの分解能で決定することに成功した。解析の結果、ELYSはヌクレオソームの表面に存在する酸性領域に結合することが明らかになった。クロスリンキング質量分析による解析を行った結果、ELYSはヌクレオソームの酸性領域を構成するヒストンH2AおよびH2Bの残基と相互作用することがわかった。以上の結果より、ELYSはヌクレオソームの酸性領域を足場として結合し、核膜孔複合体構成因子をクロマチン上にリクルートするというモデルが考えられた。本研究成果をまとめ、Communications Biology誌に筆頭著者として発表した。

Chromosome distribution に お い て, nucleus を す る nuclear membrane と nuclear pore は once collapse 壊 し た, そ れ ら が reformulation さ れ る. そ の process に お い て, nuclear pore complex composition factor で あ る ELYS タ ン パ ク qualitative は ヌ ク レ オ ソ ー ム に し, nuclear pore complex composition factor を リ ク ル ー ト す る こ と で, nuclear pore formation の beginning を す る. し か し, ELYS が ど の よ う に ヌ ク レ オ ソ ー ム を know し combining す る の か, そ の others type は Ming ら か で な い. そ こ で は this study, the ELYS - ヌ ク レ オ ソ ー ム complex を で test tube to form し, nuclear pore complex forming factor ELYS に よ る ヌ ク レ オ ソ ー ム の recognize the parsing of organizational を structural biology に よ り Ming ら か に す る こ と を purpose と し た. ELYS とが macromolecules であるため, full-length で, <s:1> refining <s:1> is difficult である とが とが to された. そ こ で, ヌ ク レ オ ソ ー ム と の combining domain で あ る ELYS の C terminal area (" を ELYSC) リ コ ン ビ ナ ン ト タ ン パ ク qualitative と し て refined し た. ELYSC を ヌ ク レ オ ソ ー ム と mixed し, ELYSC - ヌ ク レ オ ソ ー ム complex を ス ク ロ ー ス density hook with far art と bridging tonic に よ る chemical bridging を group み close わ せ た Grafix method に よ り refined し た. Refined し た ELYSC - ヌ ク レ オ ソ ー ム complex を ク ラ イ オ electronic 顕 micromirror に よ し り pinch of shade, and ら れ た portrait の 単 particle analytical line を っ た. そ の results, ELYSC ヌ ク レ オ ソ ー ム complex の three-dimensional structure を 4.3 オ ン グ ス ト ロ ー ム の decomposition will で す る こ と に successful し た. Analytical の results, ELYS は ヌ ク レ オ ソ ー ム の surface に exist す る に acid field combining す る こ と が Ming ら か に な っ た. ク ロ ス リ ン キ ン グ quality analysis に よ る parsing line を っ た results, ELYS は ヌ ク レ オ ソ ー ム の acid field を constitute す る ヒ ス ト ン H2A お よ び H2B の residues と interaction す る こ と が わ か っ た. の above results よ り, ELYS は ヌ ク レ オ ソ ー ム の を acid field full field と し て し, nuclear pore complex composition factor を ク ロ マ チ ン on に リ ク ル ー ト す る と い う モ デ ル が exam え ら れ た. The research results of this study をまとめ, the author of the に journal of Communications Biology と て て, and the publication of た た.

项目成果

Biochemical analyses of human and plant RAD51 proteins on nucleosome

核小体上人类和植物 RAD51 蛋白的生化分析

• 发表时间: 2018
• 作者: Kobayashi;W.;Ishii;H.;Takizawa;Y.;and Kurumizaka;H.
• 通讯作者: H.

RAD51-単鎖DNA-ヌクレオソーム複合体の構造生物学的解析

RAD51-单链DNA-核小体复合物的结构生物学分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 小林航;石井初芽;滝沢由政;胡桃坂仁志
• 通讯作者: 胡桃坂仁志

胡桃坂研究室ホームページ

车见坂研究所主页

Structural and biochemical analyses of the nuclear pore complex component ELYS identify residues responsible for nucleosome binding

核孔复合体成分 ELYS 的结构和生化分析确定了负责核小体结合的残基

• DOI: 10.1038/s42003-019-0385-7
• 发表时间: 2019
• 期刊: Communications Biology
• 影响因子: 5.9
• 作者: Kobayashi Wataru;Takizawa Yoshimasa;Aihara Maya;Negishi Lumi;Ishii Hajime;Kurumizaka Hitoshi
• 通讯作者: Kurumizaka Hitoshi