Research Abstract


Structural basis of a nucleosome containing histone H2A.B/H2A.Bbd that transiently associates with reorganized chromatin

2013年12月16日 Scientific Reports 3 : 3510 doi: 10.1038/srep03510

ヒストンH2A.B(以前はH2A.Bbdと呼ばれていた)は、H2Aの非対立遺伝子性バリアントである。H2A.Bは、通常型H2Aを含むものに比べてクロマチン上で置換が速く、転写が活発に行われている遺伝子に選択的に取り込まれる。我々は、生細胞において、H2A.BがDNA複製や修復が行われる部位にも一過的に集積することを見いだした。また、H2A.Bの生化学的機能を調べるために、さまざまな長さのDNAを用いてヌクレオソームを再構成した。H2A.Bを含むヌクレオソームの場合、116、124、130塩基対(bp)のDNAではオクタソームとヘキサソームの2種類が形成され、136および146 bpのDNAではオクタソームのみが形成された。対照的に、通常型H2Aの場合、116または124 bpのDNAでは、ヘキサソームのみが形成された。さらに、X線小角散乱解析により、H2A.Bオクタソームは通常型よりも大きな広がりを持つことが明らかになった。これは、DNAがヒストン表面の出入り口から柔軟に脱離するためである。これらの結果は、クロマチン再編成過程において、H2A.Bが急速かつ一過的に短いDNA断片とヌクレオソームを形成することを示唆している。

有村 泰宏1, 木村 宏2,3, 小田 隆4, 佐藤 浩一1, 越阪部 晃永1, 立和名 博昭1, 佐藤 優子2,3, 衣笠 泰葉2, 井倉 毅5, 杉山 正明6, 佐藤 衛4,7 & 胡桃坂 仁志1

  1. 早稲田大学大学院・先進理工学研究科
  2. 大阪大学大学院・生命機能研究科
  3. 科学技術振興機構・CREST
  4. 横浜市立大学大学院・生命医科学研究科
  5. 京都大学・放射線生物研究センター
  6. 京都大学・原子炉実験所
  7. 理化学研究所 放射光科学総合研究センター
Human histone H2A.B (formerly H2A.Bbd), a non-allelic H2A variant, exchanges rapidly as compared to canonical H2A, and preferentially associates with actively transcribed genes. We found that H2A.B transiently accumulated at DNA replication and repair foci in living cells. To explore the biochemical function of H2A.B, we performed nucleosome reconstitution analyses using various lengths of DNA. Two types of H2A.B nucleosomes, octasome and hexasome, were formed with 116, 124, or 130 base pairs (bp) of DNA, and only the octasome was formed with 136 or 146 bp DNA. In contrast, only hexasome formation was observed by canonical H2A with 116 or 124 bp DNA. A small-angle X-ray scattering analysis revealed that the H2A.B octasome is more extended, due to the flexible detachment of the DNA regions at the entry/exit sites from the histone surface. These results suggested that H2A.B rapidly and transiently forms nucleosomes with short DNA segments during chromatin reorganization.