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構造生物学:クロマチンリモデリング因子ISW1aの構造と作用機構

Nature 472, 7344 doi: 10.1038/nature09947

真核生物におけるDNAの部位特異的な認識は、クロマチンでのヌクレオソームの配置に依存している。酵母(Saccharomyces cerevisiae)では、ISW1aとその類縁のクロマチンリモデリング因子群が、複製の際のヌクレオソームの規則的配置の確立や、遺伝子活性に影響を及ぼすヌクレオソームの位置変更に関与している。今回我々は、ATPアーゼドメインを欠いたISW1aの単独状態とDNA結合状態の両方の結晶構造を、それぞれ3.25 Åと3.60 Åの分解能で解いた。また、低温電子顕微鏡法により、ヌクレオソームを含む2種類のリモデリング複合体を可視化した。これらの複合体のX線および電子顕微鏡で得られた構造の合成像と、位置指定光架橋解析とを組み合わせることで、ISW1aがクロマチンリモデリングにジヌクレオソーム基質を用いていることが示唆される。リモデリング分析の結果から、このジヌクレオソームモデルが裏付けられた。クロマチンリモデリング因子が「タンパク質の定規」として働き、2つの隣接するヌクレオソーム間の間隔をどのようにして決めているのか、その仕組みと考えられるものを示す。

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