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活 性 ク ロ マ チ ン の 構 造 と 機 能 金沢大学薬学部 大 場 義 樹

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Academic year: 2022

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(1)活 性 ク ロマ チ ンの 構 造 と機 能. 金沢大学薬学部. 大 場 義 樹. 高 等生 物細胞 核 に は塩基 性色 素 で強 く染色 され る物 質 が含 まれ て いて,そ れ がDNAに. 由来 す るこ とが組. 織 化学 の領 域 で早 くか ら知 られ,ク ロマチ ンと呼ばれ てい た. DNAの. 機 能,つ. ま り遺伝 子 と して の情報 発 現,お. よび複製 も ク ロマ チ ン構造 の もとで作動 す る と見 な さ れ,発 生,分 化 な ど高 等 動物 固有 の問題 を クロマチ ン 構造 の解 析 を通 じて解 明 しよ うとい う動 きが抬頭 した. 単離 した ク ロマ チ ンの構造 を解 析 した結 果,DNAは. 塩. 基 性蛋 白質ヒ ス トンと結合 する ことによ り,そ の高 次構 造 が維 持 され るこ とが判 明 し,ヒ ス トンの研 究 は非常 な隆盛 を迎 え,1970年 頃 まで にヒ ス トンの蛋 白質 的性 状 はほ ぼ明 らか とな った. しか しクロマ チ ン中 に はヒ ス トン以外 に ノン ヒス ト ン蛋 白質 とよばれ る一群 の蛋 白質 が存在 し,数 千 に も お よぶ分子 種 か ら構 成 され てい る ことが判 明 した.近 年 にい た り,そ れ らの蛋 白質が 互 いに複雑 に 作用 し, 高等動 物 の形質 発現 機構 を微妙 に調 節 して い るこ とが 次第 に明瞭 とな って来 た. ク ロマ チ ンDNAの 機 能発現 に伴 う クロマチ ン構造. 図1. の動態,つ ま り動的構 造 の構成 につい て以下 に述 べ る. ヒス トン各成 分 の蛋 白質 的特性 お よび クロマチ ンの基 本 的構 造 につ い ては,す でに多 くの成書 や 綜説1,2,3). ニ ワ トリ赤血 球核 より溶 出 した クロマチ ン.矢 印 は ヌ ク レオ ソー ム粒子 を示す.ジ グザ グ状 の ク ロ マ チ ン線 繊上 交 互 に突 出 して い る.(350.000X)4). て じゅ ず 玉 状 に 規 則 的 に 並 ん で い る こ と を発 見 した.. があ るが,こ こで は話 の展 開 の都合 上 ク ロマチ ン基 本. そ の 後 フ ラ ン ス のChambonは. 構 造 につ いて,ま ず簡単 に述 べ る.. こ の構 造 体 に 対 して. ヌ ク レオ ソー ム(Nucleosome)と. い う名 称 を提 唱 し5),. 現 在 そ れ が一 般 に受 け入 れ られ て い る.こ. 1.. ク ロマチ ンの基 本構造 ク ロマ チ ン構 造 中で はDNAの. の 様 な規 則. 的 構 造 体 は ヌ ク レア ー ゼ の 親 和 性 とい う面 に も反 映 さ. リン酸 基 とヒス トン. れ て お り,Burgoyneら6)は. ラ ッ ト肝 の 単 離 核 を内 在. の塩基 性 基 との イ オン的 な力 によっ て互 い に結 合 し,. 性 の ヌ ク レア ー ゼ で 処 理 し,分 解 され た ク ロ マ チ ン断. そ の結 果DNAに. 片 よ りDNAを. 折 れ た たみ構造 が生 ず る こ とは早 く. 抽 出 し,ア. ク リル ア ミ ドゲ ル 電 気 泳 動. か ら知 られて い て多 くの構造 モ デ ルが提出 され た が,. に よ り分 子 量 分 布 を し ら べ た.そ. いず れ も決 定的 な力 を持 ち得ず,1973年. のDNAは200塩. のOlinsの. の 結 果,分. 基 対 を 単 位 と し て,そ. 解物中. の2倍. 体,. 報告4)に よって初 めて新局 面 が打 開 され た.彼 はニ ワ. 3倍 体 と い う様 に常 に 整 数 倍 の 大 き さ を もつ 分 子 量 分. トリ赤血 球 か ら単 離 した核 を低 張処理 し,膨 潤,開 裂. 布 を示 す こ と が 判 明 し,そ れ は 他 の 膨 大 な 数 の追 試 に. させそ こか ら流 出 した ク ロマチ ン繊 維 を直 ち に固定 し,. よ り支 持 さ れ た.種. ウラニル染 色後,電 顕観 察 した.そ の結果,図1に す様 に90A程. 示. 々 の 臓 器,細. 胞 か ら得 られ た 単 離. 核,ま た は ク ロマ チ ン に マ イ ク ロ コ ッ カ ス の ヌ ク レア ー ゼ を作 用 さ せ ,そ の 分 解 産 物 のDNAの 大 き さを し. 度 の球 状 粒 子 が ク ロ マ チ ン繊維 に沿 っ 24.

(2) (143). 活性 ク ロマチ ンの構 造 と機能. 図2. ヌク レオ ソーム構 造 とそ の再構 成.ク ロマ チ ン をマ イ クロ コ ッカ スヌ クレア ーゼ 処理 して 得 られ る ヌク レオ ソーム モ ノマー は2M食 塩 ,5M尿 素処 理 に よ り約200塩 基対 のDNAとH1を 含 む9分 子 の ヒス トンに解 離 す るが,再 び食塩 お よび尿 素濃 度 を下 げ るこ とに よ り再構 成 され る.. 図3. Carter8)に. らべる と例 外 な く200塩. よ り提 出 され た ヌ ク レオ ソ ー ム コ ア の模 式 図.. な って お り,140塩. 基対 の整 数 倍 の分子 量 分 布. を示す.ま た基 本単 位 とな る200塩. 基対DNAは. 解 が進 行 す る と,す みや か に140塩. 基対 と な り安 定. 基 対 に 相 当 す るDNAが. ま きつ い て い る.ま. 分. ン カ ー)は60塩. 基 対 のDNAか. レ ア ー ゼ高 感 受 性 で,こ. 化す る.こ れ を ピス トン分子 種 の側 か ら見 る と,200 塩 基対 構造 体 の場合 には5種 類 の ヒス トン全 て を含 ん. た め,ク. で いる が,140塩. 片 に 分 解 され る.こ. 基 対構造 体 ではH1ヒ. た ひ も の 部 分(ヌ. ス トンのみ が. それに. ク レ オ ソー ム リ. ら出 来 て お り,ヌ. ク. の部 分 が 優 先 的 に 切 断 され る. ロマ チ ンは 規 則 的 な 大 き さ のDNAを の 分 解 に伴 っ てH1ヒ. 含 む断 ス トンが 消. 脱落 して い た.こ の様 な知 見 と先 の電 顕写真 の結 果 と. 失 しや す い こ とに よ り,H1ヒ. ス トン は リ ン カ ー 部 域. を対比 させ て図2に 示 す様 な構 造 モデ ルが得 られ た.. に結 合 して い る と され た.こ. の様 な ヌ ク レオ ソ ー ム 構. 造 は 試 験 管 内 再 構 成 が 可 能 でDNAと. じゅ玉状 繊維 の うち,玉 の部分(ヌ ク レオ ソー ム コ ア)はH2. A,. H2 B,. H3,. H4の4種. 々 に 単 離 し,適. 類 の ヒ ス トン. が各 々2分 子 ずつ が会合 した オク タマー構造 が中心 と. 類 似 し た構 造 体 が得 られ る.コ 25. ヒ ス トン と を 別. 当 な 条 件 下 で 混 ぜ 合 わ せ る と天 然 体 と ア 粒 子 を形 成 す る4種.

(3) 生 物 物 理. (144) の ヒ ス トン の み で も適 当 な条 件 下(例 pH 7.5)で. は 各 成 分2分. ー粒 子 が 得 られ た7).こ. え ば2. MNaCl. 例 え ば3H‑グ. の 粒 子 はDNAが. したDNAと ハ イ ブ リ ン ド を作 らせ る と両 者 は 完 全 に 一 致 し た9) .リ ボソ ー ムRNA, t‑RNAに つい て も. ま きつ くた. は そ の種 類,塩. 基 配 列 を 問 わず 常 に 一 定 の 構 造 体 を と. な り,こ の 際 に ま き つ くDNA. 機 能 発 現 に 際 し て も,基. ク レオ ソー ム構 造 の 出 来 方 はt‑RNA遺. つ いて は ヌ 伝 子 の塩 基 配. 列 に依 存 して いる と い う報 告 も な さ れ て い る10).ま た. 本 的 に は ヌ ク レオ. DNAの. 々 の 蛋 白 質 架 橋 剤 に よ り ヒ ス トン オ ク タ マ ー. の構 造 が 研 究 さ れ,現 図3に. た は ヌ ク レオ ソー ム モ ノ マ ー か ら単 離. 同 様 の知 見 が 得 られ て い る が,t‑RNAに. っ て 転 写 とか 複 製 と い っ た遺 伝. ソー ム 構 造 が 保 持 され る も の と一般 的 に は 考 え られ て い る.種. ア ヒル網 状 赤血 球. の 全DNA,ま. ア)と. 子DNAの. ロ ビ ンc‑DNAと. 子 の会 合 体 か ら な る オ ク タ マ. め の 中 心 核(コ. る こ と も判 明 した.従. Vol. 20 No.3 (1980). 複 製 や 転 写 時 に お い て も果 た して そ の 構 造 が. 完 全 に 保 存 され て い る か否 か に つ い て は,や は りMiller の グル ー プ に よ る電 顕 写 真 が 決 定 的 な 意 義 を持 って い. 在 一 般 に 容 られ て い るモ デ ル は. る11).. 示 す 様 な も の で あ る8).. 彼 ら は シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ 胚 を培 養 し,胚 葉 期 に 達 し 2.. 活性 クロマ チン構 造の存在. S期(DNA合 製 し,リ. 以 上 に述 べ た ヌ ク レオ ソー ム 構 造 の普 遍 性 が 次の 様 な 諸 点 で 問題 と な る.(1) す べ て の 遺 伝 子DNAが 構 造 を と っ て い るか.(2). DNAの. こ の 構 造 が 保 た れ て い る か.少 べ て の 構 造 遺 伝 子,リ RNAの. 図4で. な く と も現 時 点 で は す. 示 す 様 に ク ロ マ チ ン繊 維 上 一 様 な じ ゅず 玉 構. 造 が 見 られ,ま. 遺 伝 子,t‑. た こ の ク ロ マ チ ン はDNA合. の もの で あ る た め,図. dは そ の 拡 大 で あ る が,. シ ョウジョ ウバエ胚 クロマ チ ンの電顕 写真11).S期に 入 ってい る細胞 の ク ロ マチ ンでDNA複 製 点(小 矢印)が 見 え る.大 きな矢印 とrnpは 新 生RNA を示 す.4c,. 4d拡. 大図. 26. 成期 由来. 中 矢 印 で示 し た ク ロマ チ ンDNA. の複 製 点 が 見 られ る.図4c,. 遺 伝 子 を含 め て こ の構 造 を と っ て い る.. 図4. 入 っ た も の か ら ク ロ マ チ ン を調. た.. この. 機 能 発 現 に 際 して も. ボ ソー ムRNAの. 成 期)に. ン タ ン グ ス テ ン酸 で 染 色 後 電 顕 観 察 を行 な っ.

(4) (145). 活性 クロ マチ ンの構 造 と機 能 DNAの. 複 製 前,中,後. の い ず れ の 点 も ヌ ク レオ ソ ー ム. 構 造 が 保 持 さ れ て い る.ま の 中 心 距 離 が1つ. た 隣 り合 う2個. す),RNAは. 成 と同 時 にRNA合. 真 上 で 見 られ る様 に(図. 中rnpで. の で あ る.実. 示. うけ て い る の で あ っ て,よ. 例 えばWeintraubら13)は. 電 顕 写 真 は き わ め て 示 唆 に 富 む も の で あ る12).. 単 離 核 をDNase 解 し,残. はラ ンプ ブ ラシ染色体 の ルー プ上 で クロマチ. 界 面 活 性 剤 と して0.5%ザ. っ た90%. DNAに. を測 定 した と こ ろ,ほ. こで. か っ た.つ. ル コ シ ル 処 理 す る とす べ て. とん ど残 存 し て い な い こ と が わ. に 行 な わ れ て い る が,そ 遺 伝 子 は 非 常 にDNaseの. 写 に与 え る核 質RNAポ. メ ラ ー ゼBは. で5種. 分 子 量50万. ん で い る.1個. レオ ソー ム がRNAポ. 程 度 で あ る か ら,1個. 転 写 反 応 はDNA二. 伝 子 は 当然 赤 血 球 中 で は 発 現 し て い な い が,こ 子DNAのDNase感. のヌク. と同 様,非. そ ら くRNAポ. ヌ ク レ オ ソー ム 複 合 体 が 形 成 され,そ. 伝 子DNAは. 極 め てDNase感. と を利 用 して,活. 本. ラ ンプブ ラ シ染色体 のルー プ上 のRNA合. 27. 白ア. の様 な 遺. 受 性 とな っ て い る14). 受 性 とな って いる こ. 性 遺 伝 子 を含 む ク ロ マ チ ン を分 画 す. る こ と も可 能 と な っ た.. 鎖 が 開 裂 して 一 時 的 に もせ よ ヌ ク レ オ ソ ー ム 構 造 が こ. 図5. 画 中 に 完 全 に残 存 して い た.. こ の 様 に活 性 遺 伝 子 がDNase感. リメ ラ ー ゼ ・ こ でDNA二. 分 解DNA分. ル ブ ミン 遺 伝 子 の形 質 が 発 現 し て い る が,そ. リメ ラ ー ゼ に よ る. 本 鎖 の う ち特 定 の鎖 上 で の み行 な. わ れ る の で あ る か ら,お. の遺伝. 受 性 を し らべ る と,そ の他 のDNA. また 逆 に 同 じニ ワ ト リ の輸 卵 管 組 織 細 胞 で は,卵. リメ ラ ー ゼ 中 に包 み こ まれ て し. ま う こ と も可 能 で あ ろ う.RNAポ. 作 用 を受 け や す く な っ て い. 一 方 同 じゲ ノ ム 中 に 存 在 して い る 卵 白 ア ル ブ ミ ン遺. リ. で サ ブ ユ ニ ッ ト を含. の ヌ ク レオ ソー ム コ ア 中 の ヒ ス ト ン量. は全 分 子 量 と して10万. の グ ロ ビ ン蛋 白 質 に対 応 す る. るの で あ る.. の複合体 がきわ めて強 固で. あ る こ と を示 し て い る.転. 度 を分. つ い て グ ロ ビ ン遺 伝 子 量. ま り赤血 球 中 で は ヘ モ グ ロ ビ ン合 成 が 活 発. ポ リメ ラー ゼ 構 造 体 は 依 然 と して 新 生RNAを. 附着 さ. ニ ワ ト リの 網 状 赤 血 球 の. I処 理 し,全DNAの10%程. の ヌ ク レオ ソー ム は崩 壊 す る.し か し転 写 途 上 のRNA. せ た ま ま存 続 し て お り,こ. 的 な ゆ ら ぎ"を. り鋭 敏 な 検 知 器 さ え 使 用 出. 来 れ ば そ れ を感 知 し う る で あ ろ う.. 近 のSc‑. ン の転 写 反 応 が 行 な わ れ て い る 状 態 を示 す が,こ. れ は あ く ま で 基 本 的 な 立 場 を指 す. 際 に機 能 発 現 し て い る ク ロ マ チ ン構 造 は. 種 々 さ ま ざ ま な 調 節 機 構 の も と で"動. 確. の 合 成 点 の 近 傍 で も完. 全 な ヌ ク レオ ソー ム構 造 が保 た れ て い る.最. 図5に. 性 が 示 さ れ た が,そ. 成 も行. 複 製 後 の 両 ク ロ マ チ ド上 で同 時 に,正. に 同 位 置 で合 成 さ れ て お り,そ. heerの. 以 上 の電 顕 観 察 の 結 果 で ヌ ク レオ ソー ム構 造 の 普 遍. の リ プ リ コ ン の 長 さ に相 当し て い る.. こ の 時 期 の 細 胞 はDNA合 な って い る が,写. わ れ て 転 写 が進 む の で あ ろ う.. の環 状構 造. 成 の電 顕写 真12)..

(5) 生 物 物 理. (146). Vol. 20 No.3(1980). フ レ ン ド白血 病 細 胞 は通 常 の 試 験 管 内 培 養 で は ヘ モ グ ロ ビ ン 合 成 を行 な っ て い な い が,い チ ル ス ル ホ キ シ ド処 理 す る と,ク. ま この 細 胞 を ジ メ ロ ビ ン遺 伝 子 に 活 性. 化 が 起 き ヘ モ グ ロ ビン を誘 導合 成 す る様 に な る.Gottes feldら15)は. こ の 試 薬 で 処 理 した細 胞 に つ い て,ク. マ チ ン をDNaseIIで 全DNAに. 分 解 し,Mg++可. ロ. 溶 分 画 のDNAと. つ い て グ ロ ビ ン遺 伝 子 量 を測 定 した.こ. 結 果,Mg++可 DNAに. 溶 分 画(S2)中. 比 して3.6倍,沈. 澱 分 画(P1)に. 程 度 濃 縮 さ れ て い る が,非. の. の グ ロ ビ ン遺 伝 子 は全 比 し て,5倍. 誘 導細胞 では この様 な濃縮. が 起 き な い こ と を見 出 し た.こ. の 様 に し て,不. あ っ た 遺 伝 子 が 形 質 発 現 に 伴 な い,構. 活性 で. 造 変 化 を来 た し,. い わ ゆ る 活 性 ク ロマ チ ン と な る こ と が 判 明 した が,そ れ で は こ の 活 性 ク ロマ チ ン遺 伝 子 は ヌ ク レオ ソー ム構 造 と の 関 連 性 か らす る と ど うで あ ろ う か. BloomとAndersonは16)ニ. ワ ト リ輸 卵 管 と赤 血 球. の 実 験 系 を 用 い て 次 の 様 な 実 験 を行 っ た.メ. ス ヒナ ド. リ に発 情 ホ ル モ ン エ ス トロ ゲ ン を 投 与 す る と急 速 に輸 卵 管 が成 熟 し,卵. 図6. 白 ア ル ブ ミ ン遺 伝 子 が 活 性 化 さ れ て,. 卵 白 ア ル ブ ミ ン の 合 成 が 高 ま る.ま 与 を停 止 す る と,数. た エ ス トロ ゲ ン投. 日 以 内 に そ の 合 成 が お と ろ え る.. こ の 過 程 を ク ロマ チ ン の構 造 変 化 とい う立 場 か ら と ら え 得 る.生. 後4日. ル を1mgず. つ 連 日14日. し,ホ. 目の メ ス ヒナ に17β. ヌ ク レア ー ゼ 処 理 後,DNAを. イ ク ロ コ ッカ ス. 分 離 し,ア. ガ ロー ス ゲ. ル 上 で 電 気 泳 動 を行 な う.前 述 の 様 に165‑200塩 対DNAを. 単 位 の 大 き さ と し て,ダ. イ マ ー,ト. 基. のDNAを. 調 製 した.各DNAを. ル か ら抽 出 し,そ. こ に 含 ま れ る 卵 白 ア ル ブ ミ ン遺 伝 子. 定 量 して 見 る と,モ. ノ マ ーDNA中. ブ ミン遺伝 子 を含 む ク ロマ チ ンの構 造変 化 との間 に一. リマ ー,. テ トラ マ ー の4種. をc‑DNAで. (1),ジ(2)トリ(3),テトラ(4)マーDNAを 調整 し,そ の卵 白 アルブ ミン遺伝 子 の出現 頻度 を しらべた. 全DNA中 の卵 白 アルブ ミン遺 伝子 量 を縦軸上1.0 と して あ る.(A)各 点 にお ける核 内エ ス トロゲン リセ プ ター量 をSeatchardプ ロ ッ トに よ り測定 し た.. エ ス トラジ オ ー. 間 投 与 し た 後 に輸 卵 管 を摘 出. モ ジ ェ ネ ー トか ら核 を単 離,マ. エ ス トロゲ ン投 与停 止 に伴 う卵 白 アル ブ ミン遺伝 子 の構 造変 化 お よびエ ス トロゲ ン リセ プ ター数 の 変 化17).エ ス トロゲ ンの連続 投与 に よ り,ニ ワ トリ輸 卵管 を成 熟 させ た の ち,投与 停止 を始 め(0 日目),そ の後経 日的 に輸卵管 を と り,マ イ ク ロ コ ッカ ス ヌクレア ーゼ処 理 で ヌ クレオ ソーム モ ノ. 致 した傾 向 が見 られ る.グ ロ ビン遺 伝子 につ いて も同. ゲ. 様 の ことが言 え て,末 梢 血 中の成 熟赤血 球 と骨髄 か ら 血 中に放 出 させた未 成熟 赤血 球(網 状 赤血球)と では,. には. 程 度 の 卵白 ア ル. グロビ ン遺伝 子 の ヌ クレアー ゼ活性 に明 瞭 な差 が見 ら. ブ ミ ン遺 伝 子 が含 まれ て お り,活 性 形 の 遺 伝 子 領 域 の. れ る.こ こに は一 例 をあげた に過 ぎな いが,活 性 ク ロ. 1300塩. 方 が,ヌ. 基 対 以 上 のDNA断. 片 の6倍. マチ ンは ヌ ク レア ーゼ感 受性 が高 い とい う知 見は1976. ク レア ー ゼ の 作 用 を受 け 易 い こ とが 判 明 した.. こ の 状 態 で エ ス トロ ゲ ン 投 与 を中 止 し,活 の衰 退 を し らべ た.図6に うけ て い な いDNA全. 年 のWeintraubら. 性形 遺 伝子. の報 告13)以来,お びた だ しい数 に及. んで い る.こ れ に は如 何 な る構 造変 化 が対応 して いる. は そ の 結 果 を示 す が 分 解 を. ので あろ うか.. 体 の 卵 白 ア ル ブ ミ ン遺 伝 子 量 を. 1.0と す る と ヌ ク レア ー ゼ で1.5分. 処 理 で 得 られ る モ. この様 な調 節 の機 構 に対 して現在2つ の考 え方 があ. ノ マ ー,ダ. ー トラ マ ー の 順 で. る.一 方 は ク ロマチ ンが凝 縮形 と分散 形 の平衡 状態 に. DNAあ る が,エ. イ マ ー,ト. ラ イ マ ー,テ. た り の卵 白 ア ル ブ ミ ン遺 伝 子 量 が 増 大 して い. あ り,特 定 の高次 構造(Superstructure)形. ス トロ ゲ ン投 与 中止4日. 目 頃 に な る とそ の 差. 遺 伝子 レベルで の不活 性化 をひ き起 こす,と す る もの. はDNAあ. た りの エ. でこれ にはH1ヒ. ロ 日)に. レオ ソーム構 造 その もの が,何 らかの要 因 で変形 を強. が 全 く見 ら れ な く な る.図6Bに. ス ト ロゲ ン リセ プ ター 量 を 示 す が,始 核 あ た り4000個. め(ゼ. あ った リセ プ ター数 が6日. 個 に 減 少 し て し ま い,リ. い られDNAが. 目に は300. 成 によ り. ス トンの寄与 が大 きい.他 方 は ヌク 露 呈 な い しunwinding起. こす ものであ. り,こ の要 因 と して は特定 ノ ンヒス トン蛋 白質 の寄与. セ プ タ ー 数 の推 移 と卵 白 ア ル 28.

(6) 活性 クロマ チ ンの構 造 と機 能 と ヒ ス トン の修 飾 反 応 が 考 え ら れ る.し に は ク ロマ チ ン構 造 上 で のH1ヒ. (147). か しその基本. ス ト ンの 結 合 状 態 が. 大 き く関 与 して い る と思 わ れ る の で,こ. こ で は まずH. 1ヒ ス トン の特 性 か ら の べ る. 3.. H1ヒ. ス トン の 特 性. ヒ ス トン は5種. の 分 子 種 か ら構 成 さ れ て い る が,ヌ. ク レ オ ソー ム コ ア を形 成 してい る4種 A,. H2B,. H3,. H4)とH1ヒ. の ヒ ス トン(H2. ス トン は 種 々 の 点 で. そ の 性 状 を 異 に し て い る. 1.. 蛋 白 質 の 一 次 構 造 か らす る と,コ. ア ヒ ス トン が. 生 物 の 種 間 を通 じて 共 通 性 が 高 い の に対 し,H1ヒ. ス. トン は 変 動 し て い る. 2.. 蛋 白質 分 子 種 と して,コ. る の に 対 し,H1ヒ 〜5成. ア ヒ ス ト ン は単 一 で あ. ス トン は非 常 に 構 造 が 類 似 した4. 分 に 分 離 され る.. 3.. ヌ ク レオ ソー ム 構 造 の見 地 か ら す る と,図3に. 示 す 様 に コ ア ヒ ス トン が 互 い に 結 合 して,8分 体 と な り,コ. 子会 合. ア構 造 の 中心 と な る の に対 し,H1ヒ. トン は 疎 外 され て お り,全. ス. く別 の 様 式 で ク ロマ チ ン構. 造 形 成 に寄 与 してい る. 4.. コ ア ヒ ス トン が 代 謝 的 に 安 定 で あ る の に 対 し,. H1ヒ. ス トン は 代 謝 回転 を 受 け て い る.. H1ヒ. ス トン の生 理 的 機 能 と し て現 在 一 般 に受 け入. れ られ て い る も の に,ク DNAが SV. ん ウ ィル スSV 40を. ロマ チ ンの 凝 縮 反 応 が あ る. 40の場. 合 を例 に あ げ る17).. サ ル 腎 臓 の 培 養 細 胞 に 感 染 さ せ,増. 殖中. 図7. SV 40ク. ロマ チ ン の 電 顕 写 真17).. の ウ ィ ル ス粒 子 を し ら べ る と,通 常 の ク ロ マ チ ン と全 く同 一 の ヌ ク レ オ ソー ム構 造 を と っ て い る こ と が 判 明 し た.SV. 40のDNAは. き さ を持 つ が,宿 り21〜22個 図7に. 環 状 で3×106. daltonの. 主 の ヒ ス ト ン と結 合 し て1分. 大. 子あた. 結 合 の 問題 を と りあ げ よ う.当. の ヌ ク レ オ ソー ム 構 造 を と る.. はSV. 40の. ク ロ モ ソー ムDNA,コ. 研 究 室 で は コ ウシ 胸 腺. ク ロマ チ ンか ら モ ノ ヌ ク レ オ ソー ム を調 製 し,こ りH1ヒ. ア ヒス ト. ス トン を除 去 し た も の,つ. れよ. ま り リン カ ー 断 片. ン と結 合 して ヌ ク レオ ソー ム 構 造 を と っ て い る も の.. を持 つ ヌ ク レオ ソ ー ム コア 粒 子 と,そ. こ か ら調 製 した. H1ヒ. 160塩. を混 ぜ 合 わ せ,. ス トンが除去 され て いる場合 には分散 していた. もの が,H1ヒ 相 を示 す.細. ス ト ン の存 在 に よ り凝 縮 状 態 を と る 様. そ こ へ3H標. 識 したH1ヒ. ス トン を 加 え て,こ. の で は な く,凝 縮 状 態 に あ る もの(heterochromatin). た.図8に. と分 散 状 態 に あ る も の(euchromatin)の. DNA,. 平衡 関係 に あ. そ の結 果 を 示 す.図 BはH1除. 中 の ピ ー クAは. 去 モ ノ マ ー で あ る.高. ヒ ス トン と酸 性 高 分 子 で あ るDNAと. の 様 な組 織 化 学 的 な 知 見 と先 述 し た. 活 性 ク ロ マ チ ン に 関 す る生 化 学 的 な 知 見 と を対 比 さ せ る こ とは 必 ず し も容 易 で は な い が,ク. 塩 濃 度 が10mMで. ロマ チ ン の こ の. て や る と,40mMNaCl位. 確 実 で あ ろ う. こ こ で 改 め て ク ロ マ チ ン構 造 上 で のH1ヒ. た し て溶 液 中 の 食. は 大 部 分 のH1がDNAと. しか し塩 濃 度 を 次 第 に あ げ て,両. ス ト ン が 大 き く関 与 す る こ と は ほ ぼ. 29. 結 合 す る.. 者 の イ オ ン 性 を弱 め. か ら ヌ ク レオ ソー ム モ ノ. マ ー に 対 す る親 和 性 の 方 が 強 く な っ て く る.こ. ス トン の. 遊離. リジ ン型H1. の間 には 当然強. い イ オ ン親 和 性 が 予 測 され る が,果. 様 な挙 動 にH1ヒ. の両 者. に 対 す る親 和 性 の度 合 を蔗 糖 密 度 勾 配 遠 心 法 で し らべ. 胞 核 内 ク ロ マ チ ンは 一 様 に 分 散 し て い る. る と思 わ れ る.こ. 基 対 の 大 き さ を持 つDNAと. の様 な.

(7) 生 物 物. (148). 理. Vol. 20 No.3(1980). 図8. H1ヒ ス トン とヌ ク レオ ソー ムコア との結 合.仔 ウシ胸 腺 クロマ チ ンをH1 除 去 し,マ イ クロ コ ッカ スヌ クレアー ゼ処 理 でモ ノマ ー と し,更 にそれ よ り DNAを 調 製(160塩 基 対),モ ノマー とDNAと を等 量(1.0 O.D.単 位260 nm)ま ぜ,3H‑H1ヒ ス トン10μgを 加 えて蔗糖 密度 勾 配遠 心(5‑30%) に よ り3Hの 分布 を しらべ た.図 中 の塩 濃 度 は反 応 時 の値 を示 す(当 研究 室 の早 野智 彦 に よ るデ ー ター). 図9. 培 養細胞L 5178 Y H1ヒ ス トン の クロマ ト グラ フ ィー14Cリ ジ ン,3Hリ ジン で標 識 した細 胞 か らH1ヒ ス トンを調製 し クロマ トグラフ ィー を行 な っ た.BioRex 70陽 イオ ン交換 樹脂(0.6×60cm)の カ ラム にH1ヒ ス トン 700μgを のせ,塩 酸 グアニ ジ ン濃度 勾配 で溶 出 した.(当 研 究室 の足 立博 一 の デー タに よ る). 30.

(8) (149). 活性 ク ロマチ ンの構造 と機能 結 合 力 が ク ロ マ チ ン の 凝 縮 に つ な が る と思 わ れ る. つ ぎ にH1ヒ H1ヒ Rex. り,II, III,. ス トン 分 子 種 の 多 様 性 に つ い て 述 べ る.. ス トン を構 成 す る小 成 分 は イ オ ン交 換 樹 脂Bio‑ 70に. 図9に Y)よ. は臓 器,組. 5178. ス ト ン の ク ロ マ ト グ ラ フ ィー. の 細 胞 のH1ヒ. 相 互 分 離 さ れ,表1に. ス トン は5種. 間. れ ら の小 成 分 の生 合 成 はそ れ ぞ れ 別 の 遺 伝. 織 に よ っ て 異 な っ て い る.ま. た同一器 官 で. もそ の 動 物 の 生 理 状 況 の 変 動 に 伴 な い 変 化 す る.. の小成 分 に. 表2. 示 す 様 な ア ミノ酸 組 成 を持 つ.. L 5178 Y H1ヒ. ス トンの代 謝回転. L 5178 Y H1ヒ ス トン小成 分 の ア ミノ酸組成(835. 型 日立 ア ミ ノ酸分析 計). 表3. H1ヒ. 大 で こ の 細 胞 の 分 裂 時 間 は10時. の細 胞 分 裂 で 存 在 量 の 半 数 が 入 れ 換 っ. 子 オ ペ ロ ン に属 して い る ら し く,各 小 成 分 の 存 在 量 比. は マ ウ ス 白血 病 に 由 来 す る培 養 細 胞(L. 像 を示 す.こ. 表1. て い る.こ. よ り相 互 分 離 可 能 で あ る.. り調 製 し たH1ヒ. Vが. な の で,2‑3回. ス トンの特 性 と して どの小成 分 も25%程. リジ ン,20%程. 若 年 およ び老年 ラ ッ トの臓器 別H1ヒ 分 の分 布*. 度の. 度 の ア ラ ニン を含 んでい る.ま た ス. レオニ ン,グ リシ ン含量 の点 で は小 成 分相互 で異 な っ. 表3に は ラ ッ トの種 々の臓 器H1ヒ. てい る.こ れ らの小成 分 は分 子量 の点 では大 体一 致 し. 比 を示 す.7週. てお り,SDSゲ. また老年化(22ケ. 本 図 で示すH1ヒ. ス トン小成. ル電 気泳 動上 で はほ ぼ同位 置 に来 る. ス トン小. 見 られ ない の も特徴 的 で あるが こ の様 なH1小. 成分含. 量 の変 動 と老 化 と を結 びつ け るに はさ らに多 くの研究. 成 分の合成 速度 を示 す と見 て よい.図 か ら明 らか な様 に蛋 白質 あ た りの3Hの. 月)し たラ ッ トで はI小 成分 の低 下. とII小成 分 の増加 が 目立 ち,IIIの 含量 に大 きな変動 が. ス トンは,細 胞 培 養液 中に[3H]‑リ. ジンを1時 間加 え て標識 して あ り,各H1ヒ. ス トン小成 分 量. 令 ラ ッ トで はIIIの分画 の変 動が著 しい.. を必 要 としよ う.ま た こ の様 な小 成分 が ク ロマチ ンの. 取 り こみ は各小 成分 に よ り異. な り,II, III, Vの 分 画 が高 く,合 成速 度 が大 であ る.. 構造 上 どの様 に寄与 し,ま た凝縮 に対 して もそれ ぞれ. 特 定の細 胞 内で は各小 成分 の存 在量 比 は一定 で あ るか. どの様 にか かわ り合 って いる のか全 く不 明 であ り,ま. ら,合 成 速度 が 大で あ るの に蓄 積 が見 られ ない のは分. た小 成分 が個 別的 に代謝 回転 を行 なって い るこ とが ど. 解 を伴 って いる こ とが示 唆 され る.細 胞増 殖 を通 じて. の よ うな意味 を持 っ てい るの か も不 明 であ る.. DNAが. 保存 され て いて分 解 を伴わ な い と して,H1 4.. ヒス トンの分解 を しらべ る と表2に 示 す様 に各成 分 と. ノ ン ヒス トン 蛋 白質 の 寄 与 クロマチ ン の凝縮 状 態‑Superstructureの. も代謝 回転 して いるが,そ の速度 は小 成分 に よ り異 な 31. 形成に.

(9) 生 物 物 理. (150) H1ヒ. ス トン が 関 与 す る こ と を述 べ て 来 た が,さ. らに. Vol. 20 No.3(1980). と呼 ば れ て い る もの で あ る.仔. ウ シ胸 腺 ク ロ マ チ ン を. そ の 上 部 構 造 と し て ノ ン ヒ ス トン蛋 白質 の 関 与 が あ り,. 0.35MNaClで. の ノ ン ヒ ス ト ン蛋 白 質. そ れ が ク ロ マ チ ン活 性 化 の 引 き金 的 な 役 割 を 果 た す と 一般 に 考 え られ て い る .ノ ン ヒ ス ト ン蛋 白 質 と ひ と く. が 得 ら れ,ゲ. ち に 云 っ て も,一 千 種 に 近 い 分 子 種 を 持 ち,DNAの. た21).. 機 能 発 現 に対 す る か か わ り方 も様 々 で あ ろ う.こ. 抽 出 す る と2種. ル 電 気 泳 動 上 でLow. (LMG)とHigh. こで. HMGは. mobility. group. さ ら にHMG1,. mobility (HMG)と. HMG2,. group. 命 名 され. HMG14,. HMG15. は現 在 脚 光 を あ び て い る 二 三 の 成 分 を例 に と っ て 話 を. と呼 ば れ る 相 互 に 類 似 した ア ミ ノ酸 組 成 を持 つ4種. 進 め る.. 蛋 白質 か らな る こ とが 判 明 した.そ. 細 胞 質 内 で 合 成 さ れ た ヒ ス トン はDNAと ヌ ク レ オ ソー ム 構 造 を形 成 す る が,こ デ ル 実 験 と し てin. 結 合 して. に こ の 蛋 白 質 が 存 在 し,そ. の機 構解 明 のモ. 単 離 ヒ ス トン を等 量 ず つ2M食. 塩 濃液 中 で. 混 合 し,透. 析 に よ り食 塩 を除 去 す る と,最. 終 的 に ヒス. ト ンは 完 全 にDNAと. 結 合 す る が,こ. こ こ で はHMG1,. 26000の. の 生 成 物 を電 子. る.両 DNAに. た ヌ ク レア ー ゼ感 受 性 の面 か ら も天. 条 件 下 で ヌ ク レオ ソー ム構 造 を形 成 させ る試 み が な さ. protein)の. 単 離 に 成 功 し た18).ア. 画 か ら精 製 した 蛋 白 質 を120mMKCl溶 ヒス ト ン と ま ぜ さ らにSV え て20℃. 3時. 40リ. SDSで. 間 イ ン キ ュベ ー トす る と ヌ ク レ オ ソー 持つ. 蛋 白 質 で,80℃. の因. 20分 間 熱 処 理 で 安 定 で あ る.こ. 子 は ヒ ス トン に 直 接 し,ヒ. の グ ル ー プ は19)ラ. したnicking‑closing. enzymeに. ム形 成 活 性 を 見 出 して い る.し の 酵 素 量 の10倍. S会 合 体 を形 成 さ ッ ト肝 よ り抽 出. number. (topological. な る.こ. の ま き も ど し数 をRNAポ. 80,. や や 強 く50分. 同 様 の ヌ ク レオ ソー. winding. ing protein)と. 120,. 子 のHMG. 子 で3.2回. き 戻 し活 性 は. 転 を示 す.こ の 様 な性 質 は 大 白 質(helix. destabiliz‑. 類 似 して い る が,HMGとDNAと な い.こ. 考 え ら れ る様 にHMGに. の結. の 様 な 巻 き 戻 し活 性 か ら. はDNAのmelting. tempera‑. tureを 低 下 さ せ る 作 用 が あ る.. ル ー プ の 結 果 で も同 様 で あ. 図10に. はHMGとT7. を示 す25).興. DNA. 10A)で. 12℃ 位 に 上 昇 す る.し. 上 で の ヌ ク レオ ソー ム の 移 動 に も関 与 体 内 に は こ れ に 類 す る因 子 が 多 数. は む し ろDNA安. はTmが27℃ はHMGとDNAが. れ ぞ れ が ヒ ス トン に 対 す る結 合 能 を持 ち,. complexの. 定 化 の 作 用 が あ り,Tmが か し0.075MNaClの. 低 下 す る(図10B).こ. MNaCl中. 構 造 を変 形 な い し は活 性 化 す る の で あ ろ う.. 異 的 な結 合 をす る 様 に な る.し. で はHMGの. 高 次 構 造 が 変 化 し,DNAと. 特. か しこの場合 で もある. 程 度 温 度 が 高 く な る と(75°‑80°)で 32. 溶液 中で. れ は無塩 状態 で. イ オ ン的 に 結 合 して い る が,0.75. そ の 状 況 に 応 じて ヌ ク レ オ ソー ム な い しは ク ロマ チ ン. 白質. 熱 変 性曲線. 味 あ る こ と に は 塩 が 存 在 し な い 状 態(図. い しはDNA鎖. 次 に あ げ る ノ ン ヒ ス ト ン蛋 白 質 の 例 はHMG蛋. ルト. 1蛋 白質 が 結 合. 2, 3.4, 6.8回 転 だ けlinking num. の 様 な因 子 は 同 時 に ヌ ク レ オ ソー ム コ ア 構 造 の 変 形 な. 存 在 し,そ. 持 つ こ とに. リメ ラ ー ゼ の 例 か. 1分 子(6.5×106ダ. 160分. 合 はcooperativeで. ク レ オ ソ ー ム 構 造 の形 成 に か か わ る こ. し う る で あ ろ う.生. え たHMG. よ り少 な いlinking. number)を. 腸 菌 な どで 知 られ て い るHD蛋. か し こ の反 応 に は通 常. こ で 述 べ た 結 果 は ヌ ク レ オ ソー ム 形 成 に 関 与 す. る知 見 だ が,ヌ. 存 在 下 で 閉 環 したDNAは. berが 減 少 して い る.HMG2のDNA巻. ヒ ス トン量 に 対 し化 学 量 論 的 な 量 が 要 求 さ れ て い る.. る.こ. イ ン キ ュベ ー シ. 造 を持 つ こ と を 意 味 し,. HMGの. す る と そ れ ぞ れ1.2,. 程 度 の 量 を必 要 と して お り,DNA,. こ れ は先 述 し たLaskeyグ. 本鎖. ァー ジ 環. ガー ゼ に よ り閉環 し,. 脱 蛋 白 後 電 気 泳 動 を行 な う と,加. ン)に40,. 巻 き つ く場 を構 成 す る と考 え られ て い る.. 一 方Germondら. で10分. 腸 菌DNAリ. ら計 算 す る と23)PM2DNA. ス トン の 電 荷 を 中 和 して,. 4種 類 の ヒ ス トン の 間 に 特 異 的 な8 せ て,DNAが. 入 っ たPM2フ. が ネ ガ テ ブ なSuperhelix構. 加. ム 構 造 が 形 成 さ れ る.こ の 因 子 は 分 子 量29000を. の 実 験 例 を あ げ る22).二. の 量 に応 じて 電 気 易 動 度 が 増 大 して い る.こ れ はDNA. 液 中で単離. ラ ッ ク ス形DNAを. る機 能 を持 ち 環 状. 加 え24℃. ョ ン し た の ち,大. フ リカ ツ メ ガ エ ル の 未 受 精 卵 の ホ モ ジ ェ ネ ー ト可 溶 分. 存 在 す る.. 子 位 の割合 とな. よ り測 定 し うる.. 状DNAにHMGを. の グル ー プ は そ れ に 関 与 す る 因 子(nu‑ assembly. 者 共 にDNAをunwindingす. の2. 共 に分 子 量. の ヌ ク レオ ソ ー ム に1分. の うち 一 本 に切 れ 目(nick)が. 塩 溶 液 は 生 理 的 条 件 に ほ ど 遠 く,生 理 的. HMG17と. HMG2は. こ こ でJavaherianら. 然 体 と同 一 構 造 体 が 再 構 成 され て い る こ と が 判 明 した.. cleosome. 存在量. 蛋 白 質 で 全 ヒ ス トン に 対 し2%位. つ ま り10個. さ れ て お り5),ま. れ,Laskeyら. HMG2とHMG14,. 群 に 分 け て 論 ず る.HMG1,. 顕 微 鏡 で 観 察 す る と 完 全 に ヌ ク レオ ソ ー ム 構 造 が複 元. しか し2M食. の 内 の 一 種HMG2の. は 組 織 細 胞 の 増 殖 能 に 関 係 す る とい わ れ て い る21).. vitro系 で の 再 構 成 実 験 が あ る.単. 離DNAと. の. の後 す べ て の 器 官. は 蛋 白の構造 変.

(10) (151). 活 性 クロマチ ンの構 造 と機能. 図10. 性 を起 こ し,再. びDNAを. で は これ が(‑)の 次 にHMG14,. T7 DNAとHMG1複. 安 定 化 す る様 に な る.図. HMG14,. HMG17に. の感 受 性 は 回 復 す る.し. 中. 微 分 値 と して 表 わ れ て い る. HMG17に. の活 性 ク ロ マ チ ン はDNase た が,Weintraubに. 合体 の熱 変性 曲線25.). つ い て の べ る.先. HMG1,. に細胞 内. Iに 高 感 受 性 で あ る と述 べ. ニ ワ ト リ赤 血 球 ク ロ マ チ ン 中 の グ ロ ビ ン遺 伝 子 はDN‑. ノ ン ヒ ス トン蛋 白 質 を除 去 す る と,こ 失 す る.し. か しそ こ へHMG1,. HMG2を. は 回復 しな い(図11).. 的 な もの で,元. 来 発 現 して い な い 卵 白 ア ル ブ ミン 遺 伝. 子 で はHMGの. 効 果 は見 られ な い.ま. た こ の様 な ク ロ. マ チ ンの 活 性 化 構 造 は 単 離 モ ノ ヌ ク レオ ソー ム レベ ル. よ っ て 保 持 され て い る ら しい25).. ロ マ チ ン を0.4M処. か し他 の ノ ン ヒ ス トン 蛋 白 質,. LMGで. こ の様 な活 性 ク ロマ チ ン構 造 は グ ロ ビ ン 遺 伝 子 に 特 異. よ る と こ の様 な高 感受 性構造 は. ase I高 感 受 性 で あ る が,ク. HMG2,. で も保 存 さ れ て い る(図11B).こ. 理 し. に はH1,. の 高 感 受 性 は消. H5ヒ. の 様 な活 性 化 構 造. ス ト ン は全 く関 与 し て い な い.彼. は さ らに 実験 を進め こ の様 な活 性 化 の機 構 はHMG14 が コ ア 粒 子 内 のH3,. 加 え る とそ 33. H4ヒ. 等. ,17 ス トン と結 合 す る た め で あ.

(11) 生 物 物 理. (152). 図11. ト リ赤血 球 クロマチ ンーHMG複. 合 体 中の グ ロ ビン遺 伝子 のD Nase I感 受 性25).. る と結 論 し て い る) 一方 ,Dixonら の グ ル ー プ も マ ス精 巣 か ら活 性 ク ロ マ チ ン分 画 を と り,そ. 位 の ア ミ ノ酸 は 種 に よ らず 一 定 で あ る が,47位 酸 は 変 動 しや す い.最. のモ ノヌ クレオ ソーム構 造 を し. ア ミノ. 近 培 養 細 胞 系 の培 地 中 にn‑ブ チ. レー トを添 加 す る と脱 ア セ チ ン化 反 応 が 抑 制 され,結. らべ る と コ ア ヒ ス トン の 構 成 で不 均 一 性 が 見 られ る と 報 告 し て い る26).こ. Vol. 20 No.3(1980). 果 的 に は ア セ チ ル化 反 応 の促 進 と な る こ と が 報 告 され て い る27).ま. の様 に ク ロ マ チ ン の ヌ ク レ オ ソー. た ア セ チ ル 化 を うけ た 部 分 はDNase. Iの. ム 構 造 が 他 の ノ ン ヒ ス トン 蛋 白質 の 影 響 に よ り変 形 を. 感 受 性 が高 ま っ て お り,こ. 生 じ,そ. チ ル 化 と活 性 ク ロ マ チ ン構 造 と が つ な が っ て い る.. のDNAの. 転 写 活 性 化 に つ な が る と い う立 場. は 次 第 に 強 固 な も の に な りつ つ あ る.. リ ン酸 化,ヒ 告 が あ る.一. 5.. ヒス トン の 修 飾 反 応 ク ロマ チ ン構 造 に 変 動 を与 え る も うひ と つ の 要 因 と. 24形. 成 の4種. チ ル 化,ポ. リADPリ. の 研 究 グ ル ー プ は 粘 菌H1ヒ. H2a,. ンが リ ン酸 化 さ れ,ク. ア セ チ ル 化 して い る.蛋. 端 の セ リン が. 白 質 の 内 部 で はN末. ジ ン に ア セ チ ル 化 が 起 こ り,H4で. は5,. の ア ミ ノ酸 が ア セ チ ル 化 され る.H3, 4個 の ア セ チ ル 化 体 が 見 られ る.H2Bで. リ ン酸 化 に は2種 クAMP依. 8, 12, 16位 H2Bも は8,. ン酸 化 が 細 胞 分 裂 の 引 き. 金 的 役 割 を 果 た す と 報 告 し て い る28).H1ヒ. 端側 の リ. 類 の 形 が あ り,ひ. 存 性 で37位. ス ト ンの. と つ は サ イ ク リッ. の セ リ ン が リ ン酸 化 を う ける.. 同様 に. も う一 方 の リン 酸 化 は 細 胞 増 殖 連 関 性 で あ り,チ. 35, 39. ニ ー ズ ハ ム ス タ ー 細 胞 で 得 ら れ た結 果 で は,H1ヒ 34. スト. ロマ チ ン が 凝 縮 す る と リ ン酸 化. も減 少 す る こ と を発 見 し,リ. H4のN末. ス トン の リン 酸 化 を精 力. 的 に追 求 し,細 胞 の マ イ トー シ ス の 直 前 でH1ヒ. ボ シ ル 化,A. が 知 られ て い る.. ア セ チ ル 化,H1,. よび分. た ホルモ ン投与. に よ る 代 謝 的 な 刺 激 に よ っ て も生 ず る.Bradburyら. ず れ も ヒ ス トン が. リボ ソー ム 上 で合 成 され た 後 に 起 き る反 応 で ア セ チ ル ン酸 化,メ. ス トン の リン 酸 化 に は お び た だ しい 報 般 に は 細 胞 分 裂 周 期 上 のS期,お. 裂 期 で ヒ ス ト ン の リ ン 酸 化 が 起 き,ま. して ヒ ス トン の修 飾 反 応 が あ る.い. 化,リ. の 様 な 形 で ヒ ス トン の ア セ. ャイ ス.

(12) (153). 活性 クロマ チ ンの構 造 と機 能 トン のN末. 端 側Thr16とC末. Ser189のOH基. 端 側Thr143,. Thr162,. 5) Oudet, P., Gross-Bellard, M., Chambon, P., (1975). が リン 酸 エ ス テ ル 化 され て い る29).. S期 に 見 られ る リ ン酸 化 は一 部 のH1分 分 子 あ た り1〜3個. の リン 酸 基 が 入 る.一. ン酸 化 は 全 て のH1分. 方M期. 子 上 で お き て3〜6個. 6) Hewish, D.R.,. の リ. 7) Eickbush, T.H.,. ス トン も. の様 な リ ン酸 化 反 応 が ク. 8) Carter, C.W.,. 基 の 上 で 見 られ,HeLa細. H4ヒ 胞 で はlate. ス トン の リジ ン S期. とG2期. Levinger, L.F.,. 10) Wittig, B., Wittg, S. (1979) Cell 18, 1173-1183. 11) Mc. Knight, S.L., Miller, O.L., Jr. (1977) Cell 12,. 徴 的 な こ とは,. 795-804.. 他 の修 飾 反 応 と 異 な り こ の 反 応 は 非 可 逆 的 で 一 度 メ チ H4ヒ. 保 存 され て い る32).し. 12) Scheer, U. (1978) Cell 13, 535-541.. ス トンはそ の ままの状態 で. か し,メ. 13) Weintraub, J. Groudine, M. (1976) Science 193,. チル化 につ いて もそれ. 848-856.. が ヌ ク レオ ソー ム構 造 上 ど の 様 な 変 化 を もた らす か は. 14) Garel, A., Axel, R. (1979) Proc. Natl. Acad. Sci. 73,. 全 く知 られ て い な い.. 3966-3970.. こ の 様 な ヒ ス トン修 飾 反 応 と ク ロマ チ ン活 性 化 と を. 15) Gottesfeld, J.M., Partington, G.A., (1977) Cell 12,. 関 連 づ け る こ とは 現 在 の 時 点 で は 多 くの 困 難 をか か え. 953-962.. とつ の 宿 題 と して 将 来 と もに 追 求 さ れ て. 16) Bloom, K.S., Anderson, J.N. (1979) J. Biol. Chem.. 行 く で あ ろ う.. 254, 10532-10539. 17) Griffith, J.D.,. 以 上 ク ロ マ チ ン の 活 性 化 の 機 構 を種 々 の 角 度 か ら 論 じて 来 た が,結. Birinyi, F., (1980). 3978-3982.. に. 成 終 了 後 の ヌ ク レ オ ソー ム構 造 上 で. こ の反 応 が 起 こ る もの と思 わ れ る が,特. て い る が,ひ. (1978) Bio-. 9) Lacy, E., Axel, R., (1975) Proc. Natl. Acad. Sci. 72,. チ ル化 はH3,. ル 化 を うけ たH3,. Moudirianakis, E.N.. J. Biol. Chem. 255, 748-754.. 未 だ 判 明 して い な い.. 見 られ31),DNA合. (1973) Biochem.. chemistry 17, 4995-4964.. ロマ チ ン構 造 上 に ど の様 な 変 化 を引 き起 こ し う る か は. メ チ ル 化.メ. Burgoyne, L.A.,. Biophys. Res. Commun 52, 504-510.. の リ ン酸. 期 が と りこ ま れ る30).分 裂 期 に は ま たH3ヒ リ ン酸 を うけ る様 で あ る.こ. Cell 4, 281-300.. 子 上 で 起 き1. 論 と してい いたい こ とは ここに もま た. 18) Laskey, R.A., Honda, B.M., Mills, A.O. Finch, J.T.. 多 段 階 的 に 複 雑 に 入 り組 ん だ調 節 機 構 が 存 在 す る と い う こ とで あ る.ひ. と つ の因 子,ひ. (1978) Nature 275, 416-420.. とつ の反 応 機 構 は そ. 19) Germon J-E,. の 点 に 関 す る限 りは真 実 で も そ れ が 全 体 の 制 御 機 構 の 中 で ど の様 な 位 置 を 占 め,ど. 菌 の場 合 の様 に リプ レッ サ ー,オ. 20) Goodwin, G.H.. 腸. Sanders, C. Johns, E.W. (1973). Eur. J. Biochem. 38, 14-19.. ペ レー タ ー の 様 な 簡. 21) Seydin, S.M. Kistler, W.S. (1979) J. Biol. Chem.. 単 な モ デ ル で 説 明 す る こ と は ほ と ん ど不 可 能 に近 い の で は な か ろ う か.群. Yaniv, M., Brutlag, D. (1979) Proc.. Acad. Sci. 76, 3779-3783.. の 様 な ウ ェ イ トを占 め る. か を判 断 す る こ と は非 常 に 困 難 な こ と に 思 え る.大. Christensen, G. (1977) Cold Spring. Harbor Symp. Quant. Biol. 42, 215-226.. 254, 11264-11271.. 盲 が象 を な ぜ る 状 態 が 当 分 続 く も. 22) Jaraherian, K., Liu, L.F., Wang, J.C. (1978) Science. の と筆 者 は 考 え て い る.. 199, 1345-1346. 文. 23) Wang, J.C.. 献. 1) 岩 井浩 一,三 田隆 編(1979)ク. ロマ チ ン. 講談 社 サイ エ. Saucier, J.M.. (1977). 24) Jaraherian, K., Sadeghi, M. (1979) Nucleic. Acids.. ンテ ィフ ィク,東 京. Res. 6, 3569-3580.. 2) Isenberg, I., (1979) Ann Rev. Biochem. 48, 159-. 25) Wesbrod, S., Groudine, M., Weintraub, H. (1980). 191. 3) Kornberg, R.D.. Cell 19, 289-301.. (1977) Ann Rev. Biochem. 46,. 26) Hutcheon, T., Dixon, G.H., Levy-Wilson, B. (1980). 931-954. 4) Olins,. Jacobson, J.H.. Nucleic. Acids. Res. 4, 1225-1241.. A.L.,. Olins. D.E.. (1974). J. Biol. Chem. 255, 681-685.. Science. 27) Vidali, G., Boffa, L.C.,. 183, 330-32.. 35. Bradburg, E.M.,. Allfrey,.

(13) (154). 生 物 物 理. V.G. (1978) Proc. Natl. Acads. Sci. 75, 2239-2240. 28) Bradbury, Langan,. E.M., T.A.,. 29) Langan, T.A.. Inglis, R.J., (1974). Vol. 20 No.3 (1980) L.L. Tobey, R.A. (1978) Eur. J. Biochem. 84, 1-. Mathews, H.A.,. 15.. Nature 249, 553-556.. 31) Borum, T., Pearson, D., Paik, W.K. (1973) J. Biol.. (1978) In "Method Cell Biol" 19,. Chem. 247, 4288-4298.. 127-142.. 32) Thomas, G., Lange, H.W., Hempel, K., (1975) Eur.. 30) Gurley, L.R., D'Anna, J.A., Barkham, S.S., Deaven,. J. Chem. 51, 609-615.. 36.

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参照

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