遺伝情報の正確な伝達に要求される染色体凝縮の分子メカニズムの解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13214114
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 木村 圭志 理化学研究所, 細胞生理学研究室, 研究員 (50332268)
• Keywords: 染色体凝縮 / ツメガエル卵抽出液 / in vitro再構成系 / コンデンシン / DNAトポイソメラーゼII / ヒストン / リン酸化 / 細胞周期

Research Abstract

細胞分裂期(M期)における染色体凝縮は、親細胞から娘細胞への遺伝情報の正確な伝達に重要であり、染色体凝縮機構の欠損は、染色体の分断や転座などがん細胞にしばしば観察される染色体異常につながる。当研究では染色体凝縮の分子メカニズムを理解するために、ツメガエルの卵抽出液を用いた染色体構造のin vitro再構成系を用いて、染色体凝縮に重要な働きを担っているタンパク質の同定を試みた。この系では、M期抽出液中にツメガエルの精子核を加えることにより染色体凝縮の過程を再現することができ、個々のタンパク質の染色体凝縮における役割を解析することができる。現在までにDNAトポイソメラーゼII(トポII)とSMCタンパク質複合体であるコンデンシンが染色体凝縮に必須であることが示されている。しかしながら、これら二つのタンパク質のみを精子核に加えても、染色体凝縮には不十分であり、他のタンパク質の関与が示唆された。そこで我々は、M期卵抽出液をショ糖密度勾配遠心により分画し、トポII、コンデンシン存在下で精子核を凝縮に導くことのできる画分を得た。この画分には単独では染色体凝縮能が存在しないが、コンデンシンをM期染色体に結合させる活性があり、この活性により染色体の凝縮に関わっていると考えられる。コンデンシンの染色体への結合は卵抽出液中のキナーゼ活性により制御されているとされているが、この画分にはM期卵抽出液から精製したコンデンシンのリン酸化状態を変化させる活性は存在していない。現在、この画分の精製を進めてタンパク質の同定と、そのタンパク質がどのようなメカニズムでコンデンシンを染色体に結合させるかの解析を進めている。

Research Products

• [Publications] Kimura K, Cuvier O, Hirano T: "Chromosome condensation by a human condensin complex in Xenopus egg extracts"J.Biol.Chem.. 276・8. 5417-5420 (2001)
• [Publications] 木村 圭志, 花岡 文雄: "クロマチンの凝縮機構とヒストンのリン酸化"実験医学. 19・16. 2152-2157 (2001)