染色体の核内配置とその要因

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07282102
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 水野 重樹 東北大学, 農学部, 教授 (90112903)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 舛本 寛 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (70229384) ; 堀田 康雄 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (30190218) ; 平岡 泰 郵政省通信総合研究所, 関西先端研究センター・生物情報研究室, 室長 ; 丹羽 修身 かずさDNA研究所, 遺伝子機能第一研究室, 室長 (70144318) ; 石川 冬木 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (30184493)
• Keywords: ヘテロクロマチン / マクロサテライト / テロメラーゼ / テロメア / スピンドル極体 / 減数分裂 / 三次元光学顕微鏡 / 人工染色体

Research Abstract

染色体ならびにクロマチンの構築、挙動と核内配置に関して研究を進め、次のような成果が得られた。ニワトリZ染色体端部ヘテロクロマチンの構成DNAは約24kbのNheI単位が約830回反復したマクロサテライト配列であることが明らかにされた。またWヘテロクロマチンの構築に核内タンパク質ヌクレオリンが関与し、DNA鎖を架橋するように働くことが示された(水野)。テロメラーゼ活性を高感度で定量的に測定するストレッチPCRアッセイ法を確立し、この方法を適用してヒトEC細胞株PA1からテロメラーゼを高度に精製した。精製画分中の230kDa成分のcDNAクローニングを行った(石川)。分裂酵母のkms1変異株では減数分裂前期に染色体テロメアがスピンドル極体(SPB)近傍に集合できず、SPBも断片化する。正常なkms遺伝子をクローニングし、栄養増殖期の分裂酵母中で過剰発現させたところM期の微小管の働きを阻害し、核分裂と細胞分裂に異常が生じた。Kms1とGFPとの融合タンパク質を作成し、細胞内の局在を調べた結果、SPBに存在することが観察された。また、two-hybrid法によりKms1とSPB構成タンパク質のSad1が相互作用することも示された(丹羽)。蛍光顕微鏡を基盤としてコンピューター制御の三次元光学顕微鏡システムを開発し、DNA特異的蛍光色素、タンパク質の化学的蛍光標識、蛍光たんぱく質GFPとの融合法と組み合わせてヒト培養細胞や分裂酵母の生きた細胞内の染色体構造の解析を可能とした(平岡)。ユリの減数分裂期特異的に発現する4種の遺伝子についてcDNA塩基配列決定と大腸菌におけるタンパク質発現、抗体作成を行って性質を調べた。このうちLIM13は減数分裂前期の対合期から厚糸期にかけて染色体上に局在する新規タンパク質であることが分かった(堀田)。ヒト21番染色体セントロメア由来のαサテライトDNA配列を含み両端にヒトのテロメア配列を挿入したYACクローンを培養動物細胞へ導入したところ高頻度で人工ミニ染色体として安定に維持された。αサテライト配列中のCENP-Bbox配列へのCENP-Bの結合が人工染色体のセントロメア機能に必須であることが強く示唆された(舛本)。

Research Products

• [Publications] Tetsuya Hori: "Characterization of DNA sequences constituting the terminal heterochromatin of the chicken Z chromosome" Chromosome Research. 4. 411-426 (1996)
• [Publications] Akira Ogawa: "Molecular characterization and cytological mapping of non-repetitive DNA sequence region from the W chromosome of chicken and its use as a universal probe for sexing Carinatae birds" Chromosome Research. 5(in press). (1997)
• [Publications] Ken-ichiro Tatematsu: "A novel quantitative ‘Stretch PCR assay', that detects a dramatic increase in telomerase activity during the progression of myeloid leukemias" Oncogene. 13. 2265-2274 (1996)
• [Publications] M. Shimanuki: "A novel fission yeast gene Kms1^+ is required for the formation of meiotic prophase-specific nuclear architecture" Mol. Gen. Genet.(in press). (1997)
• [Publications] Y. Chikashige: "Meiotic nuclear reorganization : switching the position of centromeres and telomeres in the fission yeast Scizosaccharomyces pombe" EMBO Journal. 16. 193-202 (1997)
• [Publications] Kinya Yoda: "Centromere Protein B of African Green Monkey Cells : Gene Structure, Cellular Expression, and Centromeric Localization"