染色体生化学研究室 担当教員 : 村山泰斗 准教授

染色体生化学研究室

担当教員 : 村山泰斗 准教授  ([email protected]) 生命の設計図が書かれている DNA は、細胞の大きさに比べて、はるかに長大な分子です。ヒトの細胞は、

わずか数十マイクロメートルですが、DNA の全長は 2 メートルにも及びます。この僅かな空間で、すべて の DNA を複製し、次世代に均等に分配するという作業がいかにアクロバティックなことであるかは、想像 に難くありません。 細胞の中で、DNA は複数のタンパク質と結合し、うまくパッキングされることで、染 色体と呼ばれる構造をとります。私たちの研究室では、染色体構造がいかにして形成されるかについて解明 すべく研究を行っています。

コヒーシン

SMC5 SMC6

Nse2

Nse3Nse1 Nse5 Nse6

ATPATP

Nse4

ATPATP

SMC3 SMC1

Rad21

Psc3

Smc5/6 複合体

ATPATP

SMC2 SMC4

CAP-H CAP-D

CAP-G

コンデンシン

染色体凝縮 染色体接着

コヒーシン

相同組換え？DNA 複製？

染色体分配？

input

250 150 100 75

50 (kDa)

37 250 SMC1 150 100

75 50 (kDa)

37 25 20 15 10

input

SMC3 Psc3 Rad21

Mis4

Ssl3

SMC 複合体：染色体構造をつくるリング状のタンパク質

アプローチ：精製タンパク質を使って染色体構造をつくる過程をチューブの中で再構成する

Ssl3 Mis4

コヒーシン

ローダー複合体

コヒーシンとローダー複合体の精製

CCC RC NC L

コントロール

CCC RC NC L

コヒーシンに 結合したDNA

20 10 0

Bound (%)

30

CCC RC NC L

環状DNA コヒーシン ローダー

Ssl3 Mis4

Beads Beads

+ATP

DNAに結合した

CCC RC NC L

環状DNA 直鎖DNA

コヒーシンの機能的な DNA 結合反応の再構成 染色体の形を作る上で中心的な役割を果たしてい るのが、リング状をしたコヒーシン、コンデンシン、

SMC5/6 複合体と呼ばれるタンパク質です。

SMC 複合体は、ATP で駆動するタンパク質マシ ンで、リング構造を利用して、DNA を束ねるよう に結合し、染色体をかたちづくっていくと考えられ ています。 

試験管内再構成実験は、タンパク質のメカニズム解析を行う上で、非常に強力なアプローチです。私たちは、

これまでに染色体間の接着構造の形成に機能するコヒーシンを精製し、その機能的な DNA 結合反応を再構成

してきました。コヒーシンの系を主軸に、他の SMC 複合体の機能解析を展開し、染色体構造形成の謎を明ら

かにしていきたいと考えています。