ポイント
- 細胞内のたんぱく質をゲノムDNAに結合した状態で抽出し（ChIP）、クライオ電子顕微鏡解析（CryoEM）により可視化するChIP-CryoEM法を確立しました。
- ChIP-CryoEM法により、ヒト細胞内のゲノムDNAをRNAに転写中のRNAポリメラーゼIIの立体構造を可視化することに成功しました。従来の知見を再確認するとともに、新規のRNAポリメラーゼII複合体を発見し、ゲノムDNA転写の新たな機構が明らかになりました。
- ChIP-CryoEM法をさまざまなたんぱく質に適用することで、遺伝子の転写のみならず、複製、修復、組み換えなどのDNA機能の制御に関する研究が加速し、多様な疾患の原理解明と創薬への貢献が期待されます。
東京大学 定量生命科学研究所の鯨井 智也 助教、胡桃坂 仁志 教授らによる研究グループは、解析対象のたんぱく質をゲノムDNAに結合した状態で抽出する方法（ChIP：Chromatin immunopurification）とクライオ電子顕微鏡解析（CryoEM：Cryo-electron microscopy）を組み合わせた「ChIP-CryoEM法」を確立しました。本方法を用いて、遺伝子発現においてDNAからRNAを合成する酵素RNAポリメラーゼIIの構造解析を行い、ヒト細胞内でゲノムDNAを転写中のRNAポリメラーゼIIの立体構造を可視化することに初めて成功しました。構造解析から、これまで試験管内で再構成されたRNAポリメラーゼIIの立体構造解析の結果を確認したことに加えて、新規のRNAポリメラーゼII複合体構造を発見しました。これらの結果は、RNAポリメラーゼIIの転写機構の解明に対して新たな知見を与えると同時に、細胞内のさまざまなDNA結合型たんぱく質の効率的な立体構造解析につながる新たなツールとして寄与することが期待されます。
本研究成果は、現地時間2025年5月28日付で科学誌「Nature Communications」に掲載されました。
本研究は、日本学術振興会（JSPS） 科研費（課題番号：JP20H03201、JP20H05690、JP22K15033、JP23K17392、JP24H00062、JP23H05475、JP24H02328、JP22K06098、JP22KJ0858、JP22J20655、JP22H04696、JP23H04288、JP21H05292、JP23H02394、JP23H00372、 JP24H02323、JP22H04676、JP22K19275、JP20H03182）、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 ERATO（課題番号：JPMJER1901）、同 CREST（課題番号：JPMJCR24T3、JPMJCR24Q1、JPMJCR23N3）、同 さきがけ（課題番号：JPMJPR2026）、日本医療研究開発機構（AMED） 革新的先端研究開発支援事業（AMED-CREST）（課題番号：JP23gm1810008）および生命科学・創薬研究支援基盤事業（BINDS）（課題番号：JP25ama121009、JP23ama121017j0001）の支援により実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 PDF（705KB）
＜論文タイトル＞
- “Multiple structures of RNA polymerase II isolated from human nuclei by ChIP-CryoEM analysis”
- DOI：10.1038/s41467-025-59580-x
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〒102-0076 東京都千代田区五番町7 K's五番町
Tel：03-3512-3528
E-mail：eratowwwjst.go.jp -
＜報道担当＞
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