Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
池部 仁善
no journal, ,
真核生物のDNAはクロマチン構造を形成することで核内にコンパクトに収納されているが、DNA機能発現の際にはこの構造は一時的に解きほぐされる。この構造の解体と再形成のメカニズムは、DNA機能制御において重要であり、クロマチンを構成する要素の一つであるヒストンテイルへの官能基修飾によりコントロールされることが知られている。本研究は、ヒストンテイルの一種であるH3ヒストンテイルの状態を、partial McMDと呼ばれるシミュレーション手法を用いて明らかにし、このメカニズムの解明に挑戦する。今回の発表では、ヒストンテイルの生物学的重要性、partial McMDという計算手法について簡単に説明した後、partial McMDという計算方法が持つ問題点について言及する。
池部 仁善; 櫻庭 俊; 河野 秀俊
no journal, ,
真核生物のDNAはクロマチン構造を形成することで核内にコンパクトに収納されているが、DNA機能発現の際にはこの構造は一時的に解きほぐされる。この構造の解体と再形成のメカニズムはDNA機能制御において重要であり、クロマチンを構成する要素の一つであるヒストンテールへの化学修飾によりコントロールされることが知られている。しかし天然変性蛋白領域(Intrinsically Disordered Region: IDR)であるテールの構造を実験的に調査することは難しく、これまでそのメカニズムの詳細は明らかとなっていなかった。このメカニズムを解明するための第一段階として、我々はまず化学修飾なしのテールの状態を明らかにすべく、全原子モデルを用いたシミュレーションを行っている。我々は当初、partial McMDと呼ばれるシミュレーション手法を用いて計算を行っていたが、その計算の過程で本手法が抱える問題点を発見した。前回の発表ではpartial McMDの問題点とその原因について発表を行った。今回の発表では、partial McMDが抱える問題点を解決すべく我々が新たに開発した計算手法、Adaptive Lambda Square Dynamics(ALSD)法について紹介し、本手法を用いたH3ヒストンテールの構造探索計算の結果を発表する。
池部 仁善; 櫻庭 俊; 河野 秀俊
no journal, ,
多数の正電荷アミノ酸(リジンとアルギニン)を含むヒストンテールは、クロマチン形成において、DNA由来の強い負電荷を持つヌクレオソーム同士の凝集を仲介することが知られている。また、ヒストンテールは化学修飾のターゲットでもあり、エピゲノムのマーカーとしての重要性から多くの研究がなされている。数ある化学修飾 の中でも、リジン残基のアセチル化は転写を活性化する代表的なマーカーとして知られる。リジンの正電荷を中性 化するアセチル化修飾は、DNAとヒストンテール間の引力相互作用を減少させ、その結果クロマチンの凝集が緩み、転写因子がDNAに結合できるようになることで転写が活性化される、という転写制御メカニズムが提唱されているが、その詳細は未だ明らかになっていない。そこで我々は、新たに開発した、ヒストンテールのとりうる立体構造を効率的に探索する分子動力学シミュレーション手法、adaptive lambda square dynamics (ALSD)法 によって、2パターンのH3ヒストンテール系(1: 修飾無しの系、2: 14残基目のリジンがアセチル化(K14Ac)された系)がどのような立体構造集団を形成するのかを明らかにした。本発表では、2つの構造集団の比較から、ヒストン テールのアセチル化がその立体構造に与える影響について紹介する。
池部 仁善
no journal, ,
単体では特定の形を持たず、パートナー分子と結合するときだけ特定の立体構造へと折れ畳まる天然変性蛋白質は、従来のシミュレーション手法でその立体構造を調べることの難しい研究対象である。加えて、天然変性蛋白質は核内に多く存在し、負に荷電した核酸との相互作用を行うために正電荷のアミノ酸を多く含む傾向がある。我々が近年開発した生体高分子の立体構造探索シミュレーション手法、Adaptive Lambda Square Dynamics (ALSD)法は、(1)パートナー分子の構造を壊すことなく天然変性蛋白質の構造探索を行える、(2)天然構造蛋白質と核酸間の静電相互作用による張り付きを抑えて効果的な構造探索を行える、という特徴を持つ。本会議では、ALSD法の基礎と幾つかの応用研究について説明し、同手法を用いた研究を行う際に注意しなければならない問題について解説する。