ヒストンのアセチル化として特にヒストンH4のN末テールの5番目、8番目、12番目、16番目に存在するリシン（H4-4Kと略記）のアセチル化（H4-4Kacと略記）がユークロマチン形成に重要です。私たちは、以前の研究でヒストンH4-4Kacを含むヌクレオソームと通常のヌクレオソームの構造を比較したところ、ヌクレオソームのコアの構造は変化しないのに、H4のテールの動的構造が変化し、さらにはH3のN末テールの動的な構造も変化することを見出しました。H4のテールはアセチル化によりDNA結合型からDNA非結合型に変化しますが、その結果H3のN末テールのDNA結合型構造も変化し、更にその動的な構...

研究グループは、ヒストンH3 tailのメチル化修飾（H3K9me3）と、異なるDNA上の部位に片鎖のみがメチル化されたヘミメチル化CpGサイトを1か所持つヌクレオソームを3種類作成しました。これらのヌクレオソームとUHRF1複合体をクライオ電子顕微鏡（cryo-EM）を用いた単粒子解析（single-particle analysis）により、2.7～2.9 Åの分解能で再構成しました。その結果、ヌクレオソーム表面にあるacidic patchに対し、UHRF1のTTD中のArg247およびArg250が入り込むアルギニンアンカーとして機能し...

本研究では、まず植物のDNAメチル化酵素MET1のDNAメチル化活性の特性を調べるために、試験管内でMET1の機能を評価しました。その結果、MET1は片鎖メチル化CG配列を含むDNAだけを特異的にメチル化することが分かりました。これまでの研究から、動物のDNMT1は、Ｎ末端にあるRFTSドメインがＣ末端にあるDNA結合ポケットに蓋をしてDNA結合を妨げる、いわばブレーキが掛けられた自己阻害状態を取ることが報告されています。植物MET1は2つのRFTSドメインを持っているため、これらがDNMT1と同じようにDNA結合を阻害するかを確かめました。その結果、2つのRFTSドメインを取り除い...

本研究では、試験管内でUSP7によるユビキチン化H3の脱ユビキチン化を再現するための実験系を構築しました。生化学的な方法で2カ所のリジン残基がモノユビキチン化されたヒストンH3 (H3ub2) を作り、そこにUSP7タンパク質を混ぜることで、ユビキチンがヒストンH3から外れる実験系（脱ユビキチン化実験）を構築しました。次に、ユビキチン化H3に結合するDNMT1の一部であるRFTSドメインを加えて脱ユビキチン化実験を行いました。すると、USP7はユビキチンをヒストンH3から外すことができないことがわかりました。これはRFTSドメインが非常に強くH3ub2に結合しているため、USP7の働...

今回、足立教授らの研究グループは、独自開発したDNAを細胞に一過性に導入すると、相同組換え修復とミスマッチ修復の状態を24時間以内に定量的に評価できることを見出しました。また、25種類を超えるさまざまながん細胞株を使った網羅的な解析により、DNA修復異常の程度とがん治療薬の殺細胞効果との間に高い正の相関があることを突き止めました。さらに、横浜市立大学附属病院の産婦人科、脳神経外科、がんゲノム診断科、次世代臨床研究センター（Y-NEXT）と共同で、この評価手法が卵巣がんや脳腫瘍など実際のがん組織の検査にも適用できることを実証しました（図1）。相同組換え修復異...

DNAはヒストンと呼ばれるタンパク質に巻き付いてヌクレオソームと呼ばれる構造になります。ヌクレオソームは束になってクロマチンと呼ばれる構造になります。クロマチンの中で特に凝縮度が高いものをヘテロクロマチンと呼びます。ヘテロクロマチンを形成するタンパク質にHP1が存在します。HP1はNテイル、クロモドメイン(CD) 、ヒンジ領域、クロモシャドードメイン(CSD)で構成されています（図２）。ヘテロクロマチンでは、ヌクレオソーム中のヒストンH3の９番目のリシン残基がメチル化され(H3K9me)、HP1のCDがH3K9meと結合します。ヌクレオソーム中にはヒストンH3が２個存在します。HP1の...