2003 Fiscal Year Annual Research Report
ニワトリ抗体遺伝子組換えにおけるクロマチン構造の役割
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14580689
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| Research Institution | RIKEN Discovery Research Institute |
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Principal Investigator |
太田 邦史 独立行政法人理化学研究所, 遺伝ダイナミクス研究ユニット, 研究ユニットリーダー (90211789)
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| Keywords | 組換え / 転写制御 / クロマチン / ヒストンアセチル化 / 抗体遺伝子 / 組換え活性化 / 対立遺伝子排除 |
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| Research Abstract |
本研究ではニワトリDT40細胞の抗体遺伝子座における遺伝子組換えの制御機構をクロマチンレベルで解析した。昨年度は組換え活性の異なる対立遺伝子間での組換え・転写活性の相異に着目し、両対立遺伝子間でクロマチン構造やヒストンアセチル化レベルを比較した。その結果、遺伝子変換の活動度とDNA近接性・ヒストンアセチル化レベルの間に相関を認めた。また、細胞をヒストン脱アセチル化酵素阻軍剤TSAで処理し、抗体遺伝子座における組換えや転写を調べ、低濃度のTSA処理による遺伝子変換頻度の大幅な上昇を検出した。ヒストンアセチル化は活性型・不活性型対立遺伝子双方で昂進していたことから、抗体遺伝子座における組換え活性と転写活性は相関を示すが、それらはヒストンアセチル化レベルと相関しないことが示された。そこで今年度は、組換え活性化における転写の役割を誘導可能な転写プロモーターを上流に持つ組換えマーカー遺伝子を用いて調べた。マーカーとしては、テトラサイクリン誘導プロモーター配列を挟む形で配置したクラゲ緑色蛍光タンパク質(eGFP)(不完全な部分配列)および青色蛍光タンパク質(eCFP)遺伝子、その下流に核マトリックス結合配列と抗体遺伝子座の3'エンハンサー配列を連結したものをDT40細胞染色体に挿入し、ドキシサイクリン非存在下で培養を行った。組換え体の検出は、FACSによる蛍光強度測定でeCFPより蛍光強度の強いeGFPの蛍光を発する細胞集団の出現頻度を測定して行った。その結果、転写誘導5日後にはそれまで全く観察されなかった、eGFP発現細胞が0.3%程度出現した。これらの細胞の抗体遺伝子DNA配列から相同組換えの誘導的活性化を確認し、ニワトリ抗体遺伝子座などの相同組換え活性化には転写活性化が重要であることを見出した。この系はDNAシャッフリングにより新機能遺伝子の創製に応用可能である(特許出願中)。
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[Publications] Yamada T. et al.: "Roles of histone acetylation and chromatin remodeling factor in a meiotic recombination hotspot"EMBO J.. 印刷中. (2004)
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[Publications] Hirota K. et al.: "Fission yeast global repressors regulate the specificity of chromatin alteration in response to distinct environmental stresses"Nucleic Acids Research. 32. 855-862 (2004)
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[Publications] Hirota K. et al.: "Fission yeast Tup1-like repressors repress chromatin remodeling at the fbp1^+ promoter and the ade6-M26 recombination hotspot"Genetics. 165. 505-515 (2003)
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[Publications] Hirota K. et al.: "Gef1p and Scd1p, the two GDP-GTP exchange factors for Cdc42p, form a ring structure that shrinks during cytokinesis in Schizosaccharomyces pombe"Mol.Biol.Cell. 14. 3617-3627 (2003)
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[Publications] Tomita K. et al.: "Competition between the Rad50 complex and the Ku heterodimer reveals a role for Exo1 in processing double-strand break, but not telomeres"Mol.Cell.Biol. 23. 5186-5197 (2003)
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[Publications] Murakami H. et al.: "Correlation between premeiotic DNA replication and chromatin transition at yeast recombination initiation sites"Nucleic Acids Research. 31. 4085-4090 (2003)
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[Publications] 太田邦史: "クロマチンと遺伝子機能制御(堀越正美編)における「相同組換えとクロマチン構造」"シュプリンガーフェアラーク東京. 270 (2003)
