ヒト人工染色体を用いたセントロメアの高次調節機構の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11239202
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 舛本 寛 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 講師 (70229384)
• Keywords: セントロメア / テロメア / アルフォイドDNA / 酵母人工染色体(YAC) / ヒト人工染色体 / CENP-B

Research Abstract

本代表者らは、ヒト培養細胞へヒト染色体セントロメア由来DNAを導入して人工染色体を高い頻度で形成させる系を開発した。このヒト人工染色体にはセントロメア・キネトコア蛋白群が集合し、機能するセントロメア構造が形成される。人工染色体上の薬剤耐性遺伝子からの転写活性は人工染色体形成効率に大きな影響を与えることが解ってきた。本来の染色体セントロメアの近傍にはヘテロクロマチンが形成され、このヘテロクロマチン領域の転写は不活性化されている。そこで本研究では、クロマチンレベルでの転写とセントロメア機能との関連や基本的な染色体機能装置相互間の高次調節機構を解明することを目的として、ヒト人工染色体とクロマチン免疫沈殿法(ChIP)を用いながら、(1)セントロメア形成に必須な要素の解析、(2)セントロメア形成に伴うクロマチン構造の解析、(3)セントロメア不活性化と遺伝子のサイレント化に関する解析、等の研究を進めた。その結果(1)ヒトセントロメア由来のアルフォイド配列中にCENP-B結合能のあるCENP-B boxが存在することが、導入アルフォイド配列上へのCENP-Aを含むセントロメア・クロマチン構造形成に必要であること。(2)CENP-BとCENP-Cは相互作用すること。CENP-Bと相互作用する新規のクロマチン関連因子が存在すること。(3)セントロメア構造はクロマチン構造の変換(サイレント化・ヘテロクロマチン化)によって不活性化すること。この時アルフォイド配列に隣接する薬剤耐性遺伝子からの転写も大幅に低下していること。逆に耐性遺伝子の転写活性化やヒストン脱アセチル化酵素の阻害によるヒストンの高アセチル化を引き起こすことにより、アルフォイド配列や隣接する薬剤耐性遺伝子のクロマチン構造を変化させ、不活性化セントロメアにCENP-Aを含むセントロメア・クロマチン構造の再形成(再活性化)を誘導できること等を明らかにした。

Research Products

• [Publications] M.Suzuki: "Involvement of the Polycomb-group gene Ring1B in the specification of the anterior-posterior axis in mice"Development. 129. 4171-4183 (2002)
• [Publications] J.Ohzeki: "CENP-B box is required for de novo centromere chromatin assembly on human alphoid DNA"J.Cell Biol.. 159. 765-775 (2002)
• [Publications] 舛本 寛: "シリーズ・バイオサイエンスの新世紀15、生命工学:新しい生命へのアプローチ"共立出版. 298 (2002)