相同染色体の識別と対合に必要なクロマチン構造の分子基盤と形成メカニズムの解明
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20H00454
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平岡 泰 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 招へい教授 (10359078)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥45,370,000 (Direct Cost: ¥34,900,000、Indirect Cost: ¥10,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
Fiscal Year 2021: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
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| Keywords | 染色体 / 細胞核 / 減数分裂 / 体細胞分裂 |
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| Outline of Research at the Start |
減数分裂における相同染色体の対合・組換えは、父母に由来するゲノムを再編する重要なプロセスであり、その後に起こる染色体分配を正常に行うために必須である。１本の染色体が対合するためには、残りの数多くの染色体の中から、1本の相同なパートナーを見つける必要がある。本研究は、相同なパートナーを見つけるための相同性識別のメカニズムを理解することを目的とする。そのために、生物材料として分裂酵母を用い、生細胞蛍光イメージング・遺伝学解析・生化学解析を用いて、相同性の識別コードとして働くクロマチン構造とその形成メカニズムを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
減数分裂における相同染色体の対合・組換えは、種の維持のため重要なプロセスである。本研究は、相同染色体識別・対合に必要なクロマチン構造の分子基盤と形成メカニズムの解明を目的にするものである。具体的には、(1)減数分裂コヒーシンが作る高次構造、(2)非コードRNAが作る局所構造、(3)ヒストン修飾が作る微細構造、の3項目について解析を進める。
(1) Rec8欠損株を用いて染色体上の非RNA領域の対合をHi-Cにより解析した。野生株では相同染色体上の非コードRNA領域同士でのみ対合が起こるのに対し、Rec8欠損株では、非相同染色体間でも異常な対合が起こることを明らかにした。この結果は、相同染色体対合には、Rec8が作るクロマチン軸構造が必要であることを示している。
(2) 非コードRNAとその結合タンパク質との複合体が相分離を引きおこす条件を検討するために、２種の非コードRNA結合タンパク質を精製し、試験管内で液滴を形成させる実験を行った。その結果、非コードRNAの存在下で、効率的に液滴を形成し相分離することを示した。この液滴の物理化学的特性について論文を投稿するとともにプリプリントサーバに公開した (Ding et al., bioRxiv)。
(3)ヒストン修飾が作るクロマチン構造については、ヒストンH4のリジン残基K5、K8、K12およびK16がアセチル化されない変異株（リジンをアルギニンに置換したKR変異株）の薬剤感受性を調べた。その結果、KR変異株はDNA複製に影響する阻害剤に感受性を示すことがわかった。KR変異株の薬剤感受性を相補する遺伝子を検索した結果、DNA複製に関わる遺伝子が同定された。さらにアセチル化ヒストンと相互作用するタンパク質が薬剤感受性の相補に必要であることもわかった。ヒストンH4アセチル化がDNA複製に関与すると結論した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(60 results)
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[Journal Article] The inner nuclear membrane protein Lem2 coordinates RNA degradation at the nuclear periphery2022
Author(s)
Martin Caballero L, Capella M, Barrales RR, Dobrev N, van Emden T, Hirano Y, Suma Sreechakram VN, Fischer-Burkart S, Kinugasa Y, Nevers A, Rougemaile M, Sinnig I, Fischer T, Hiraoka Y, Braun S
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Journal Title
Nature Structural & Molecular Biology
Volume: 29
Issue: 9
Pages: 910-921
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Asymmetrical localization of outer ring nucleoporins within the nuclear pore complex in fission yeast2020
Author(s)
Asakawa H, Kojidani T, Matsuda A, Yang H-J, Ohtsuki C, Osakada H, Iwamoto M, Chikashige Y, Nagao K, Obuse C, Hiraoka Y, Haraguchi T
Organizer
第43回日本分子生物学会年会
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Invited
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