染色体構築に必須な２つのコンデンシン複合体の生化学的解析と可視化

コンデンシンは分裂期染色体の構築に必須なタンパク質複合体である。カエル卵抽出液から精製したコンデンシンIは、ATPの加水分解を利用して2重鎖DNAに正の超らせんを導入することが知られており、染色体構築の本質的な反応のひとつと考えられている。しかしこれまでの機能解析は主に裸のDNAを基質としたものであり、コンデンシンがいかにして生体内の基質であるクロマチンに作用するかという点はよく分かっていない。本研究ではこの問題を解決するために、操作が容易であり、かつ細胞内に近い環境で形成されたクロマチン基質を使った実験系の確立を目指した。精子クロマチンを分裂期のカエル卵抽出液とインキュベートすると、単一染色分体からなる染色体（精子クロマチン由来染色体と呼ぶ）が形成される。一方、裸の環状DNAを同じ抽出液とインキュベートすると、ヌクレオソームを基盤とした「ミニ染色体」と呼ばれる構造が形成される。これまでに、ミニ染色体のタンパク質組成が精子クロマチン由来染色体のそれとよく一致することを解明し、カエル卵抽出液内でミニ染色体に対するコンデンシンの結合を解析する実験系を構築した。本年度は、カエル卵抽出液内で形成したミニ染色体をショ糖密度勾配遠心により精製する方法を確立し、試験管内でミニ染色体に対するコンデンシンの結合を解析することが可能になった。これらの新たな実験系を組み合わせることで、精子クロマチンを基質とした実験系では得られなかった、より詳細なコンデンシンの分子メカニズムの理解が可能になると期待される。

コンデンシンは分裂期染色体の構築に必須なタンパク質複合体である。カエル卵抽出液から精製したコンデンシンIは、ATPの加水分解を利用して2重鎖DNAに正の超らせんを導入することが知られており、染色体構築の本質的な反応のひとつと考えられている。しかしこれまでの機能解析は主に裸のDNAを基質としたものであり、コンデンシンがいかにして生体内の基質であるクロマチンに作用するかという点はよく分かっていない。本研究ではこの問題を解決するために、操作が容易であり、かつ細胞内に近い環境で形成されたクロマチン基質を使った実験系の確立を目指した。精子クロマチンを分裂期のカエル卵抽出液とインキュベートすると、単一染色分体からなる染色体（精子クロマチン由来染色体と呼ぶ）が形成される。一方、裸の環状DNAを同じ抽出液とインキュベートすると、ヌクレオソームを基盤とした「ミニ染色体」と呼ばれる構造が形成される。これまでに、ミニ染色体のタンパク質組成が精子クロマチン由来染色体のそれとよく一致することを解明し、カエル卵抽出液内でミニ染色体に対するコンデンシンの結合を解析する実験系を構築した。本年度は、カエル卵抽出液内で形成したミニ染色体をショ糖密度勾配遠心により精製する方法を確立し、試験管内でミニ染色体に対するコンデンシンの結合を解析することが可能になった。これらの新たな実験系を組み合わせることで、精子クロマチンを基質とした実験系では得られなかった、より詳細なコンデンシンの分子メカニズムの理解が可能になると期待される。