HIRAーヒストン複合体の立体構造解析に基づいたヌクレオソーム構造変換機構の解明

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真核細胞生物のゲノムDNAは、数種類のピストンとの複合体であるヌクレオソーム構造を形成して核内にコンパクトに収納されている。このヌクレオソーム構造は、物理的、化学的損傷からDNAを保護する一方で、転写などのDNA上で起こる反応を抑制している。従って、生体内には遺伝子発現の要不要に応じて、特定の領域のヌクレオソーム構造を破壊したり再形成させたりする分子機構が存在する。しかし、その分子機構の詳細は未だ不明である。本研究では、ヒストンシャペロンHIRAがCIAと協調的に機能してヌクレオソームの再形成に関与するという知見に基づいてmRA一ヒストンーCIA複合体の立体構造を明らかにし、クロマチン構造変換の分子機構の解明を目指す。昨年度の研究から田RAを大腸菌で発現することができることがわかったので、本格的にHIRAの大量発現、精製系の確立に取り掛かった。その結果、ニッケルカラムとイオン交換カラムを用いることで、かなり高純度のmRAを2Lの大腸菌培養液からmgのレベルで精製することに成功した。次に、HIRAとピストンH3.3/H3.1などとの複合体の構造解析を行う上で必要なヒト由来ピストンH3.31H3.1などの大量発現系の確立を行った。発現は大腸菌で行った。この際、大腸菌における低頻度コドンを高頻度コドンに置換し効率のよい発現を目指した。H3.1-H4およびH3.3-H4の共発現系をそれぞれ作成しタグ精製を行ったところ、両者ともに複合体を精製することができた。以上述べた通り、田RAに加えピストンH3.1-H4,H3.3-H4複合体の精製に成功したので、今後はこれらの複合体をさらに組み合わせて結晶化をはじめとする物理化学解析を行っていく予定である。