酵母減数分裂における相同組換え活性化機構

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10160220
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 太田 邦史 理化学研究所, 遺伝生化学研究室, 研究員 (90211789)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野 健一 理化学研究所, 遺伝生化学研究室, 基礎科学特別研究員 (70301778)
• Keywords: 出芽酵母 / 分裂酵母 / 組換え / 減数分裂 / ホットスポット / Mrell / クロマチン / 転写因子

Research Abstract

1)Mre11のN端領域ドメインの変異(D16A)と、C端側の塩基性アミノ酸クラスターを欠除した変異(ΔC49)をもつMre11タンパク質を精製し、その性質を調べた。その結果、D16A型はDNAに結合するもののヌクレアーゼ活性が欠損しており、ΔC49型ではヌクレアーゼ活性はあるがDNAへの結合活性が大幅に低下していることを見出した。対応する変異を酵母ゲノムに導入したところ、D16A変異では減数分裂期二本鎖切断が入ったものの修復が起こらず、また有糸分裂期のDNA修復欠損やテロメア長の維持にも欠損が見られた。ΔC49型変異では、有糸分裂では野生型と同じ表現型を示したが、減数分裂時に二本鎖切断が生じなかった。以上の結果は、Mre11のヌクレアーゼドメインとC端領域のDNA結合ドメインが、それぞれ独立にDNA修復・テロメア維持と、減数分裂の二本鎖切断誘導に寄与することを意味する。また、野生型Mre11や変異型Mre11の過剰発現を行うと、D16A型のMre11を過剰発現した時のみ、ドミナントネガティブ表現型が示された。さらに、種々の変株のクロマチン構造の解析から、新たにRec102、Rec104が減数分裂時ホットスポットにおけるクロマチンの変動に寄与することを見出した。以上の結果は、Mre11がRec102、Rec104等の減数分裂特異的因子とともにホットスポット上でpre二本鎖切断複合体を形成し、DNA二本鎖切断が起きる染色体箇所を規定する可能性を示唆する。2)ホットスポットade6M26遺伝子座における減数分裂期のクロマチン構造変化が、減数分裂誘起のマスター遺伝子Mei2によっても制御されていることを示した。また、ホットスポット配列結合因子Mts1・Mts2(CREB/ATF転写因子)を精製し、クロマチン再編成の試験内再構成実験を開始する一方で、仲介因子の候補として、二つの新規遺伝子(SpSpt7,SpBDFl)をクローニングした。

Research Products

• [Publications] Furuse et al.: "Distinct roles of two separable in vitro activities of yeast Mrell in mitetic and meiotic recombimtion." EMBO Journal. 17. 6412-6425 (1998)
• [Publications] Ohta et al.: "Mutations in the MRE11, RAD50,XRS2, and MRE2 genes olter chromatin configuration at meiotic DSB sites in premeiotic and meiotic cells" Proc.Natl.Acaod.Sci.USA. 95. 646-621 (1998)
• [Publications] 太田邦史・水野健一・古瀬宗則: "組換えホットスポットにおけるクロマチン構造再編成の分子機構" 生物物理. (印刷中).