2013 Fiscal Year Annual Research Report
ゲノム伝達のための染色体構造と機能の世代を越えたアダプテーション
| Project Area | Systematic study of chromosome adaptation |
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| Project/Area Number |
22125004
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
石井 浩二郎 大阪大学, 生命機能研究科, 招へい准教授 (40360276)
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| Project Period (FY) |
2010-06-23 – 2015-03-31
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| Keywords | ゲノム / 染色体 / セントロメア / テロメア / 減数分裂 |
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| Research Abstract |
今年度は、昨年度までに得られた結果に基づき、ネオセントロメアの減数分裂期における機能性と相同染色体間の組換えによって生じるキアズマ構造との関係性を明らかにした。私たちがこれまでに獲得したネオセントロメア形成細胞は、染色体の均等分配制御しか必要とされない体細胞分裂期において確立されたものであり、還元分裂と均等分裂が連続的に起こる減数分裂期での機能性については不明であった。これまでの本研究の解析で、ネオセントロメアは初めて直面する減数分裂期での染色体分配も正常に処理することができることを明らかにしてきた。しかし、減数分裂期の染色体還元分配には相同染色体間の組換えが与えるキアズマ構造が正の作用を果たすことが知られており、本当はネオセントロメアの機能性には欠陥があるが、キアズマによってそれが補われた結果、見かけ上は正常に減数分裂が進行している可能性が否定できない。そこで、キアズマ構造形成に欠損を示すrec12変異を導入したネオセントロメア株での減数分裂進行を観察した。その結果、キアズマ形成とは独立なセントロメア機能性が現状では確認されている。ネオセントロメアの還元分裂遂行能力は十分に確立されていると考えられる。また、ヒストンバリアントH2A.Zの消失とヘテロクロマチンの隣接がネオセントロメアの機能正常化を引き起こすことを昨年までに明らかにしているが、今年度はその分子メカニズムを解析した。その結果、セントロメア特異的なヒストンバリアントであるCENP-Aの分子シャペロンとして働くScm3タンパク質のネオセントロメア領域への会合が安定化することを明らかにした。ネオセントロメアの確立にはシャペロンの働きが不安定な第一段階とシャペロンの働きが安定化する第二段階があることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規に体細胞分裂期に異所的に生じたネオセントロメアが減数分裂期における染色体還元分配を遂行する能力を自律的に持ち合わせていることを、分子レベルでも機能レベルでも証明することができた。また、ネオセントロメアの確立自体に段階があり、染色体再編成は状況に応じて細かく柔軟に対応しながら進められることが判明した。染色体編成のアダプテーションと進化的な定着に対する分子レベルでの洞察が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた知見を延長し、これまで以上に遺伝学的解析、ゲノム生物学的解析、生化学的解析、細胞生物学的解析をバランスよく駆使して、減数分裂におけるネオセントロメアの分子動態とその機能性が生物種多様性にどのように寄与しているか、実験室環境下での可視化を試みる計画である。
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