Molecular mechanisms of condensins I and II

凝缩蛋白 I 和 II 的分子机制

• 批准号: 18H05276
• 负责人: 平野 達也
• 金额: $ 123.8万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-06-11 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18H05276/
• 关键词: 細胞生物学; 生化学; 数理生物学; 染色体; コンデンシン; 細胞分裂; 染色体構築

（１）カエル卵抽出液を利用したコンデンシンIとIIの機能解析：カエル卵抽出液を利用した機能解析を通して、これまでに作製したコンデンシンIの変異型複合体は大きく２つのクラス（それぞれhyper-compactionとhypo-compactionを誘導する）に分類できることを示した。2021年度は、こうした一連の解析結果を論文として発表することができた（Kinoshita et al., 2022）。一方、トポイソメラーゼIIとヒストンシャペロンAsf1を同時除去したカエル卵抽出液では、極めて特徴的な新規クロマチン構造（sparklerと名付けた）が形成されること、そしてsparklerではコンデンシンIとIIが異なる局在パターンを示すことを明らかにし、論文発表した（Shintomi and Hirano, 2021）。（２）コンデンシンIとIIの比較生化学：コンデンシンIの野生型と各種変異型複合体のループ押出し (loop extrusion) 活性の測定法を確立し、その最初の成果を上記の論文に組み込むことができた。さらに、同じアッセイをコンデンシンIIの野生型と各種変異型複合体に適用することを通してコンデンシンIとの比較を行うことを開始した。（３）コンデンシン機能の数理モデリングとシミュレーション： 2021年度は、ループ伸長活性およびねじれ活性を持つコンデンシンの力学モデルを用いて、クロマチンループ形成シミュレーションを行った。ループ伸長速度、ねじれの密度、クロマチン繊維全長の圧縮率を系統的に変え、ねじれを導入されたクロマチンループの成長過程のダイナミクスの観察を行った。特に、ループ伸長速度に依存したスーパーコイル構造の生成条件および、クロマチン繊維全長の圧縮率とスーパーコイル構造のループ内外での成長率に非自明な関係を見出し、詳細な解析を行った。

(1) Functional analysis of egg extract utilization: functional analysis: functional analysis: functional analysis Kinoshita et al., 2022）。A new sparkler structure is formed by simultaneously removing the egg extract and the sparkler from the egg extract (Shintomi and Hirano, 2021). (2) Comparative biochemistry of C_2C_1 and C_2C_2: determination of loop extrusion activity of wild-type C_2C_1 and various heterotypic complexes. The wild-type and heterotypic complexes of the same species are suitable for use in comparison with the wild type and heterotypic complexes of the same species. (3) Mathematical transformation of temperature and temperature functions: In 2021, the activity of temperature and temperature elongation was increased, and the mechanical transformation of temperature and temperature was increased. Elongation speed, density, length, compression ratio, system parameters, introduction parameters, growth process parameters The relationship between the growth rate of the structure and the elongation rate is analyzed in detail.

项目成果

Physical model simulations for understanding the structures of organelles

用于了解细胞器结构的物理模型模拟

• 发表时间: 2022
• 作者: Shuji Fujita;Tomotaka Saruya;Ryo Inoue;Peiqi Zhang and *Shinya Takamaeda-Yamazaki;M. Tachikawa
• 通讯作者: M. Tachikawa

Condensin-based chromosome organization: new insights from cell-free extracts

基于凝缩蛋白的染色体组织：无细胞提取物的新见解

• 发表时间: 2019
• 作者: Ryota Hira;Tomoaki Kitahara;Daiki Miyahara;Yuko Hara-Azumi;Yang Li;and Kazuo Sakiyama;T. Hirano
• 通讯作者: T. Hirano

Self-organized formation of Golgi apparatus

高尔基体的自组织形成

• 发表时间: 2022
• 作者: Srikram;P.;Ambalathankandy;P.;Kanazawa;Y.;Motomura;M.;Ikebe;M.;M. Tachikawa
• 通讯作者: M. Tachikawa

Modality of mitotic chromosomes

有丝分裂染色体的形态

• 发表时间: 2021
• 作者: Anastasiia Doi;Toimoki Ono;Takeshi Nakai;Kazumasa Shinagawa;Yohei Watanabe;Koji Nuida;and Mitsugu Iwamoto;T. Hirano
• 通讯作者: T. Hirano

Condensin-based chromosome organization: new insights from in vitro assays

基于凝缩蛋白的染色体组织：体外测定的新见解

• 发表时间: 2019
• 作者: Robert Leo;Miyahara Daiki;Lafourcade Pascal;Mizuki Takaaki;本村真人;T. Hirano
• 通讯作者: T. Hirano