Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
河野 秀俊; 金枝 直子
no journal, ,
真核生物のゲノムはヌクレオソームの形にラッピングされ、ほとんどのDNA結合タンパク質から隔離されている。これまでの研究により、ゲノム中のヌクレオソームの位置は、塩基配列特性,DNAのメチル化,ヒストン変異体,翻訳後修飾,クロマチンの高次構造,転写因子,クロマチンリモデラーなどによって影響を受けていることがわかってきた。DNAとタンパク質の物理的な相互作用によって実現されている遺伝子機能の発現を理解するには、ゲノムのどの部分のDNA配列がタンパク質と相互作用可能であるか、つまり、ヌクレオソームはどの位置にあるのか理解する必要がある。本研究では、ヌクレオソームコアの構成要素であるヒストンタンパク質とDNAの相互作用を非平衡系の分子動力学計算によって解析し、ヌクレオソーム構造形成の素反応の自由エネルギー地形を明らかにすることを目指す。また、ヒストン修飾によってその自由エネルギー地形がどのように変化するかを調べ、ヒストン修飾の意味を分子論的に明らかにする。得られた自由エネルギー地形は、ヒストン置換やヌクレオソーム再構築因子の働きを解明する際に、その解析基盤を与えることができるものと考える。このような解析は、一分子実験結果と直接比較できるのではないかと考えている。
河野 秀俊; 金枝 直子; 米谷 佳晃; 石田 恒
no journal, ,
ゲノムにおけるヌクレオソームポジションが次々と決定され、インフォマティクス的解析から、転写制御領域とヌクレオソームポジションの関係などヌクレオソームのポジションやその破壊,再構築が遺伝子制御に密接にかかわっていることが明らかにされてきた。さらに、ヌクレオソームのポジションを変化させる因子、リモデラーが複数存在することが明らかになってきた。また、DNAの修飾,ヒストンの修飾及びヒストンバリアントとヌクレオソームの安定性の関係がエピジェネクスの観点から注目されている。われわれは、ヌクレオソーム形成やそのポジション変化の分子機構を探るため、最も基本的な系であるヌクレオソーム単体の自由エネルギープロファイル計算を行っている。これまでに、ヌクレオソームDNAを仮想的に緩ませた状態を作り、その反応場におけるヒストン蛋白質とDNAの相対的なポジションの自由エネルギープロファイルを計算した。結果、この反応場では熱揺らぎだけでヌクレオソームポジションが数塩基だけ自然に変化することが示された。また、胡桃坂グループによって立体構造が決定されたH3Tを含むヌクレオソーム(Tachiwana, et al. PNAS, 2010)の安定性計算を行い、カノニカルH3と比べて、H3-H4のテトラマー自体が数kcal/mol安定性が低いことが示された。さらに、その要因はおもにH3-H4間のvan der Waals力に起因していることが示唆された。