DNAの構造的性質に基づくゲノムクロマチンの構築原理の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14572079
• Research Institution: Meisei University
• Principal Investigator: 清水 光弘 明星大学, 理工学部, 助教授 (80231364)
• Keywords: クロマチン / ヌクレオソーム / DNA構造 / 転写制御 / 反復配列 / 出芽酵母 / ゲノム

Research Abstract

本研究は,DNAの構造的性質に基づいたゲノムクロマチンの構築とその遺伝子発現制御における役割を解明することを目指している。まず、特殊なDNA構造を形成してヌクレオソームを破壊するホモポリマー配列A_<34>を用いて、出芽酵母α2/Mcm1pによる転写抑制機構について検討した。A_<34>配列を挿入すると、a、αいずれの細胞においても、転写の活性化が見られ、ヌクレオソームが転写制御に重要であることが示された.次に、ヌクレオソームがTATA-box結合タンパク質(TBP)の結合を阻害して転写を抑制するという作業仮説を検証するために、TBPを人為的にリクルートする実験系を構築した。その結果、A_<34>配列の挿入は、TBPの人為的リクルートを促進して転写を脱抑制することが示された。したがって、α2/Mcm1pによるa細胞特異的遺伝子の転写制御について、ヌクレオソームのポジショニングは重要な転写抑制機構の一つであると結論づけられた。
次に、神経筋疾患遺伝病の原因であるトリプレットリピートの伸長とDNAの特殊な高次構造形成との関係に着目して、CTG、CGG、GAAリピートについて、酵母ミニ染色体におけるクロマチン構造と遺伝子発現に及ぼす影響について検討した。(CTG)_<12>はヌクレオソームの形成を促進するが、(CGG)_<12>はそれを阻害した。また、(GAA)_<12>はヌクレオソーム形成に大きな影響はなかった。さらに、(CGG)_<12>は転写を活性化し、(CTG)_<12>は抑制することが示された。この結果は、それぞれの配列がヌクレオソーム形成に及ぼす効果と関連づけて説明することができた。
以上の結果は、DNA構造によって規定されるクロマチンの構造が転写制御に重要な役割を果たしていることを示している。

Research Products

• [Publications] Yasuyuki Nakakumra: "Distorted DNA structures induced by HMGB2 possess a high affinity for HMGB2"J. Biochem.. 131. 153-160 (2002)
• [Publications] Nobuyuki Tomita: "Effects of triplet repeat sequences on nucleosome positioning and gene expression in yeast minichromosomes"Nucleic Acids Res. Supple.. 2. 231-232 (2002)
• [Publications] Shinya Saito: "The role of nuclosome positioning in repression by the yeast α2/Mcm1p repressor"Nucleic Acids Res. Supple.. 2. 93-94 (2002)