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遺伝:DNA配列依存的な真核生物ゲノムのヌクレオソーム配置

Nature 458, 7236 doi: 10.1038/nature07667

ヌクレオソームの編成は遺伝子制御に重要である。生きた細胞では、この編成はクロマチンリモデリング因子の作用や、部位特異的DNA結合タンパク質との競合、ヌクレオソーム自体のDNA配列選択性など、複数の因子によって決定されている。しかしながら、in vivoでのヌクレオソーム地図にはすべての影響要因の複合作用が反映されているため、in vivoでこれらの機構についてそれぞれの相対的な重要性を評価することはこれまで困難であった。本研究では、精製した酵母ゲノムDNA上に形成されたヌクレオソームの全ゲノム中での配置状況を計測することで、ヌクレオソームのDNA配列選択性の重要性を実験的に決定した。作製した地図では、ヌクレオソーム占有率はヌクレオソームの固有の配列選択性によってのみ決まっており、3つの異なる生育条件で生成されたin vivoヌクレオソーム地図と類似していた。in vitroでは、多くの転写因子結合部位や遺伝子の開始、終止部位周辺で明白にヌクレオソームが減少しており、in vivoにおけるこれらの部位でのヌクレオソームの減少の一因は、ゲノムのコードにあることが示唆される。我々はミクロコッカスヌクレアーゼ非依存的実験により、約40,000の二本鎖150塩基対オリゴヌクレオチドに対するヌクレオソームの相対的親和性を計測し、この結果を確認した。これらのin vitroのデータを用い、ヌクレオソームの配列選択性の計算モデルを考案したところ、線虫(Caenorhabditis elegans)のin vivoヌクレオソーム配置状況と有意な相関がみられた。以上の結果は、ヌクレオソームの固有のDNA配列選択性が、in vivoでのヌクレオソーム配置の決定に中心的な役割をもつことを示唆している。

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