早稲田大学、沖縄科学技術大学院大学、基礎生物学研究所の共同研究グループは、不活性化した染色体領域である「ヘテロクロマチン」の基盤構造を世界で初めて明らかにした。
真核生物の遺伝情報であるゲノムDNAは、ヒストンと呼ばれるタンパク質と複合体（ヌクレオソーム）を形成し、コンパクトに折りたたまれて細胞核の中に収納されている。細胞の分化と組織形成の際には、それぞれの細胞の中で必要な遺伝子のみが選択的に読み取られることが必要であるため、その折りたたみ方の違いによって、ゲノムDNAの読み取りがオン（活性化）の領域とオフ（不活性化）の領域を形成するという。
中でも、ヒト染色体で遺伝子が恒常的にオフになっている領域を「ヘテロクロマチン」と呼び、ある種の癌や感染症などを引き起こす原因となると考えられている。これまでに、ヘテロクロマチンはHP1というタンパク質とヒストンのトリメチル化修飾（H3K9me3）を含む構造であることがわかっていたが、それが実際にどのような構造なのかは明らかにされていなかった。
今回、本研究グループは、2つのヌクレオソームが連結された「ダイヌクレオソーム」とヒトのHP1との複合体を、H3K9me3を模倣したヒストンを用いて試験管内で再構成する手法を独自開発。この技術と最新のクライオ電子顕微鏡解析手法を組み合わせることによって、HP1が2つのヌクレオソームを架橋する形でH3K9me3を含んだヌクレオソームに結合するという、ヘテロクロマチンの立体構造基盤を明らかにした。
この発見は、ヘテロクロマチンにおける遺伝子オフ機構の解明への重要な足掛かりになると考えられ、染色体不活性化の不全による発がんや感染症の原因解明にも重要な一歩となるという。
論文情報：【Molecular Cell】Structural Basis of Heterochromatin Formation by Human HP1
