セントロメア近傍領域におけるコヒーシンアセチル化維持機構の解明

Publicly Offered Research

Project Area	Mechanisms underlying replication of non-genomic codes that mediate plasticity and robustness for cellular inheritance
Project/Area Number	20H05385
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	西山朋子名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90615535)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2021-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000) Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords	姉妹染色分体間接着 / アセチル化 / セントロメア
Outline of Research at the Start	姉妹染色分体間接着に必須であるコヒーシン複合体は、そのSmc3サブユニットのアセチル化がDNA複製依存的な接着の確立に必須である。本研究ではコヒーシンのアセチル化がセントロメア領域において維持されるメカニズムを解明すると共に、コヒーシンアセチル化の高次クロマチン構造形成における役割の解明を目指す。この目的を達成するため、セントロメア近傍におけるコヒーシンアセチル化レベルの定量とアセチル化酵素の同定、コヒーシンおよび接着確立因子Sororin/Dmtとアセチル化酵素の網羅的相互作用解析、アセチル化酵素の表現型解析、DNA複製の進行とコヒーシン、アセチル化酵素の一分子ダイナミクス解析を行う。
Outline of Annual Research Achievements	真核生物において姉妹染色分体間接着および高次クロマチン構造形成に必須であるコヒーシン複合体は、そのSmc3サブユニットがEsco1/2依存的にアセチル化を受けることでDNA複製依存的に接着を確立する。特に染色体上の重要な接着部位であるセントロメア近傍のコヒーシンアセチル化はEsco2が担っており、接着確立因子Sororin/Dalmatianは、アセチル化コヒーシンと結合することで接着を確立する。しかしながら、G2期におけるSororin/Dalmatianとクロマチンとの結合は比較的ダイナミックであること、またEsco2はS期終了後にクロマチンから解離し、分解されてしまうことから、接着を分裂中期まで維持するための持続的アセチル化は困難である。本研究では、コヒーシンのアセチル化がセントロメア領域において維持されるメカニズムを解明することを目指す。初年度においては、コヒーシンおよび接着確立因子Dalmatianとアセチル化酵素の網羅的相互作用解析に着手した。セントロメア上で働く新規のコヒーシンアセチル化酵素を同定するため、ショウジョウバエS2細胞細胞において、セントロメア近傍ヘテロクロマチンに多く局在することが知られているタンパク質Dalmatianをプルダウンすることにより、セントロメア近傍ヘテロクロマチンに局在している因子を濃縮した。GPFを融合させたDalmatianタンパク質を発現させたS2細胞から細胞抽出液を得て、これとGFP結合タンパク質Nanobodyを付加したビーズを混合することにより、Dalmatian-GFPをプルダウンし質量分析を行った。その結果、姉妹染色分体間接着に必須の因子であるコヒーシン複合体だけでなく、複数のアセチル化酵素がDalmatian-GFPと共沈降することが明らかになった。
Research Progress Status	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。