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Elucidation of the molecular mechanism of chromatin folding by single molecule experiments

单分子实验阐明染色质折叠的分子机制

基本信息

批准号：
18H06046
负责人：
寺川剛
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-08-24 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目標は、DNAカーテン法と呼ばれる独自の１分子蛍光顕微鏡観察手法を駆使して、コンデンシンタンパク質がヌクレオソームを形成したDNAを凝集する様子を１分子レベルで観察することであった。まず、対照実験として、ヌクレオソームを形成していないDNAを凝集する様子を１分子レベルで観察した。結果として、コンデンシン１分子はATP加水分解エネルギーを利用してDNAを凝集させる活性を保持していることが明らかになった。次に、ヌクレオソームを形成したDNAを再構成するために、ヒストンタンパク質（H3、H4、H2A、H2B）を精製した。それらの精製されたヒストンタンパク質を用いて、λファージのゲノムDNA上に4、5個のヌクレオソームを再構成した。そのDNAを用いて、ヌクレオソームを形成したDNAをコンデンシンが凝集する様子を１分子レベルで観察した。結果として、コンデンシン１分子はATP加水分解エネルギーを利用してヌクレオソームを形成したDNAを凝集させることができることが明らかになった。また、凝集後にコンデンシンを解離させると、ヌクレオソームを形成したDNAが再び伸長した。この結果は、コンデンシンの凝集反応中にヌクレオソームが破壊されていないことを示唆している。また、コンデンシンがDNAに沿って1方向的に歩進するタンパク質であることを考えると、コンデンシンがヌクレオソームをバイパスしていることを示唆している。以上の結果から、コンデンシン１分子はATP加水分解エネルギーを利用して、DNAを凝集させることができ、ヌクレオソームを形成したDNA上でも、ヌクレオソームをバイパスしながら同様にDNAを凝集させることができることがわかった。

The purpose of this study is to establish a unique DNA aggregation method using a microscopical technique. In contrast, the formation of a complex molecule and the aggregation of DNA can be observed in a single molecule. As a result, the activity of ATP hydrolysis and DNA aggregation was maintained. The next step is to refine the DNA composition (H3, H4, H2A, H2B). The four or five fragments of the DNA were reconstructed from the DNA of the first generation. The DNA sequence was detected by DNA sequencing and DNA aggregation. As a result, the ATP molecule was hydrolyzed and the DNA was aggregated. After aggregation, the DNA is dissociated, and the DNA is elongated. The results showed that the aggregation reaction of the protein was very stable. The DNA sequence is in the same direction as the DNA sequence. The DNA sequence is in the same direction as the DNA sequence. The above results show that the ATP hydrolysis of the molecule can be used for DNA aggregation, and the DNA aggregation can be used for DNA aggregation.

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

DNA上の新しい分子モーター: コンデンシン

DNA 上的新分子马达：凝缩蛋白

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
寺川　剛
通讯作者：
寺川　剛

染色体凝集の分子基盤: コンデンシン分子モーターの分子観察

染色体聚集的分子基础：凝缩蛋白分子马达的分子观察

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
寺尾和輝;鈴木雅登;國方亮太;須田篤史;井上(安田) 久美;伊野浩介;末永智一;安川智之;井ノ崎玲央奈，窪田慎太郎，有本　聡，中山　浩，吉岡俊彦，鈴木雅登，安川智之;寺川　剛
通讯作者：
寺川　剛

コンデンシン複合体は分子モーターである

凝缩蛋白复合体是分子马达

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuki Terao;Masato Suzuki;Ryota Kunikata;Atsushi Suda;Kumi Y. Inoue;Kosuke Ino;Tomokazu Matsue;Tomoyuki Yasukawa;寺川　剛
通讯作者：
寺川　剛

The condensin complex is a new type of DNA molecular motor

凝缩蛋白复合体是一种新型DNA分子马达