出芽酵母の可動性DNA領域VDEがゲノム中で伝播する分子機構に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02J08383
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 福田 智行 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 出芽酵母 / ホーミング / DNA修復 / 組み換え

Research Abstract

可動性DNA領域VDEは、コードする部位特異的エンドヌクレアーゼVDEによる染色体の二重鎖切断と、それに続くDNA修復によって出芽酵母のゲノム中を動く。ホーミングと呼ばれるこの現象には酵母のDM修復系因子が関与していることを明らかにしてきた。この修復反応機構をより詳細に解析するために、1)様々なDNA修復系因子の遺伝子破壊株におけるホーミング能、2)ホーミングに伴う交叉について解析を行った。
1)組み換え反応の鍵となるRAD51及びDMC1遺伝子破壊株やこれらと相互作用するRAD54及びTID1遺伝子破壊株ではホーミングが減少していた。切断末端の消化に関わるMre11p-Rad50p-Xrs2p複合体や、Sae2タンパク質のいずれの遺伝子破壊株においても部分的なホーミング欠損が見られ、減数分裂期の染色体の接着に関わるREC8遺伝子破壊株においてもホーミングは減少していた。
2)組み換えに伴う交叉は減数分裂期に高頻度に起きることが知られている。ホーミングは減数分裂期に起きるが、伴う交叉は体細胞分裂期の組み換えに伴う交叉よりも高頻度であるものの、比較的低いことが分かった。また、減数分裂期組み換えの交叉に必要なEXO1、MSH4遺伝子破壊株において、ホーミングに伴う交叉はさほど減少しなかった。
以上のことから、ホーミングは減数分裂期組み換えと、修復の過程においてよく似た経路で進行するが、交叉をあまり伴わないという特徴を備えていることが分かった。次にVDEによる減数分裂期特異的な切断の制御を調べるために、3)減数分裂前DNA合成との関連を解析した。
3)減数分裂前DNA合成をヒドロキシ尿素あるいはCLB5 CLB6遺伝子二重破壊によって阻害すると、VDEによる切断及びホーミングが著しく減少した。VDEのタンパク質レベルでの発現は正常であったため、その他の制御機構の存在が示唆された。

Research Products

• [Publications] Nogami S, Fukuda T, Nagai Y, Yabe S, Sugiura M, Mizutani R, Satow Y, Anraku Y, Ohya Y: "Homing at an extragenic locus mediated by VDE (PI-SceI) in Saccharomyces cerevisiae"Yeast. 19. 773-782 (2002)