亜鉛フィンガータンパク質の標的DNA配列への巻付き過程の解明と分子設計への展開

阐明锌指蛋白围绕靶DNA序列的缠绕过程及其在分子设计中的应用

• 批准号: 07J00755
• 负责人: 森崎 達也
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J00755/
• 关键词: 亜鉛フィンガー; DNA結合様式

亜鉛フィンガー(ZNF)タンパク質は、その結合特性から人工的に新規DNA結合タンパク質をデザインする骨格として非常に優れているが、最も根本的な問いかけである、その標的DNAへの巻付き過程については殆ど研究が行われておらず、未だに明らかにされていない。今年度は、ZNFタンパク質の細胞内挙動を明らかにするため、FRAP(Fluorescence Recovery After Photobleaching)解析を行うことでZNFタンパク質の細胞内拡散に関する知見を得ることを試みた。Zif268タンパク質をもとにして、3、4、5、6及び9フィンガータンパク質を作製し、それらのFRAP解析を行った結果、フィンガー数の増加に伴って、核内での拡散速度が顕著に低下することが明らかとなった。これに対して、細胞質においては、ZNFタンパク質はフィンガーの数に依存せず速やかな蛍光回復曲線を示すことが明らかになった。DNA非結合型ZNFタンパク質をデザインし、FRAP解析を行った結果、核内においてフィンガーの数に依存せず速やかな蛍光回復を示した。ここで、6フィンガータンパク質とヒストンH2Bの局在を同時に観察したところ、6フィンガータンパク質がヌクレオソームが密でない領域、つまりクロマチンが比較的オープンな領域に分布する傾向が示唆された。ゲノム中の単一配列への標的化にはZNFのマルチ化が有効であるが、それと同時に、セミスペシフィック標的配列との強い相互作用を生じることもあり、結果として、細胞内での機能発現の遅延などの影響を及ぼす可能性が考えられる。このため、これらの細胞内挙動及び標的DNA配列への巻付き過程を明らかにすることは、今後人工マルチZNFタンパク質の機能を最適化する上でも重要な情報を提供するものであるとをえうれる。

亜 lead フ ィ ン ガ ー (ZNF) タ ン パ ク は, そ の combining features か ら artificial に new rules dna-binding タ ン パ ク qualitative を デ ザ イ ン す る bone と し て very に optimal れ て い る が, ask the most fundamental な も い か け で あ る, そ の target DNA へ の 巻 pay き process に つ い て は perilous ど が line わ れ て お ら ず, not だ に Ming ら か に さ れ Youdaoplaceholder0 て な て. Our は, ZNF タ ン パ ク qualitative 挙 の cell dynamic を Ming ら か に す る た め, FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) parsing line を う こ と で ZNF タ ン パ ク qualitative の cells scattered に company, masato す る knowledge を have る こ と を try み た. Zif268 タ ン パ ク qualitative を も と に し て, 3, 4, 5, 6 and 9 フ び ィ ン ガ ー タ ン パ ク し, the qualitative を cropping そ れ ら の FRAP parsing line を っ た results, フ ィ ン ガ ー Numbers is の raised に with っ て, nuclear で の company spread speed が 顕 with low に す る こ と が Ming ら か と な っ た. こ れ に し seaborne て, cytoplasmic に お い て は, ZNF タ ン パ ク qualitative は フ ィ ン ガ ー の number に dependent せ ず speed や か な 蛍 を light response curve shows す こ と が Ming ら か に な っ た. DNA non combination ZNF タ ン パ ク qualitative を デ ザ イ ン し line, FRAP analytic を っ た results, nuclear に お い て フ ィ ン ガ ー の number に dependent せ ず speed や か な 蛍 light reply を shown し た. こ こ で, 6 フ ィ ン ガ ー タ ン パ ク qualitative と ヒ ス ト ン H2B の bureau at the same time in the を に 観 examine し た と こ ろ, 6 フ ィ ン ガ ー タ ン パ ク qualitative が ヌ ク レ オ ソ ー ム が dense で な い field, つ ま り ク ロ マ チ ン が comparison オ ー プ ン に な field distribution す る tendency が in stopping さ れ た. In ゲ ノ ム の 単 a match column へ の mark the に は ZNF の マ ル チ change が have sharper で あ る が, そ れ と に, at the same time セ ミ ス ペ シ フ ィ ッ ク mark with column と の strong い interaction を raw じ る こ と も あ り, results と し て, intracellular で の function 発 is の 遅 delay な ど の influence を and ぼ す possibility が exam え ら れ る. こ の た め, こ れ ら の 挙 move and び target DNA in cells with column へ の 巻 pay き process を Ming ら か に す る こ と は, future artificial マ ル チ ZNF タ ン パ ク qualitative を の function optimization す る on で も important な intelligence を provide す る も の で あ る と を え う れ る.

项目成果

細胞内におけるマルチ亜鉛フィンガータンパク質のDNA結合特性

细胞中多锌指蛋白的 DNA 结合特性

• 发表时间: 2009
• 作者: 森崎達也;今西未来;二木史朗;杉浦幸雄
• 通讯作者: 杉浦幸雄

FRAPによるモチーフ数依存的なジンクフィンガータンパク質の挙動解析

使用 FRAP 对锌指蛋白进行基序数依赖性行为分析

• 发表时间: 2009
• 作者: 森崎達也;今西未来;二木史朗;杉浦幸雄;森崎達也
• 通讯作者: 森崎達也

Positive and negative cooperativity of modularly assembled zinc fingers

模块化组装锌指的正负协同作用

• 发表时间: 2009
• 期刊: Positive and negative cooperativity of modularly assembled zinc fingers 387
• 作者: Miki Imanishi;Atsushi Nakamura;Tatsuya Morisaki;Shiroh
• 通讯作者: Shiroh

マルチ亜鉛フィンガー型人工転写因子による経時的転写活性化能の解析

多锌指型人工转录因子随时间激活转录的能力分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 森崎達也;今西未来;二木史朗;杉浦幸雄;森崎 達也;森崎 達也
• 通讯作者: 森崎 達也

Artificial Transcription Factors Based on Multi‐Zinc Finger Motifs

基于多锌指基序的人工转录因子

• DOI: 10.1002/chin.201022259
• 发表时间: 2010
• 期刊: ChemInform
• 作者: T. Morisaki;M. Imanishi;S. Futaki;Y. Sugiura
• 通讯作者: Y. Sugiura