染色体上で減数分裂期交叉型組換えの"数"を数える仕組み

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15657040
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 篠原 彰 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (00252578)
• Keywords: 減数分裂 / 交叉型組換え / RecAホモログ

Research Abstract

減数分裂期の組換えは染色体分配に必須の役割を果たしているため、染色体あたりの数と分布が厳密に制御されている。小さい染色体でも少なくとも1回交叉型組換えを保証する仕組みと、1ケ所交叉型組換えが起こるとその近傍でも交叉型組換えの誘発を抑えるcrossover interferenceが知られている。前者を解析するために組換えを測るマーカー遺伝子の配置を変えずに、染色体の長さを変更する系を開発した。Cre-loxによる部位特異的な組換えを用いて、染色体IIIの長さ(マーカーを4つ持っている)を短くしたもの、長くしたものを作製した。現在これらの株を用いて、組換え頻度を測定している。
Crossover interferenceに必要な遺伝子を同定するために組換えに関わることが知られているいくつかの遺伝子の変異株で、組換え頻度とinterferenceを測定した所、大腸菌RecAホモログであるRad51,減数分裂期特異的ホモログDmc1の協調的な働きに必要なtid1変異株、そしてdmc1変異株にRad54をoverexpressionした株でinterferenceに欠損が見られた。このことは交叉型組換えの制御には相同鎖検索反応に関わる因子が重要であることを示しており、2つのRecAホモログが情報のエフェクター分子である可能性を示唆している。また、体細胞分裂期のDNA損傷チェックポイントの因子mec3,ddc1変異株でも同様な交叉型組換えの制御の欠損が見られた。このことから減数分裂期ではチェックポイント因子が細胞周期の制御と言うよりは組換えの制御に関わっていることを示している。これらが情報伝達に関わる因子であることを考えられると、組換え部位の間での情報伝達に関わる可能性もある。

Research Products

• [Publications] M.Shinohara et al.: "Crossover interference in Saccharomyces cerevisiae requires a TID1/RDH54- and DMC1-dependent pathway."Genetics. 163. 1273-1286 (2003)
• [Publications] M.Shinohara et al.: "The mitotic DNA damage checkpoint proteins Rad17 and Rad24 are required for the repair of double-strand breaks during meiosis in yeast."Genetics. 164. 855-865 (2003)
• [Publications] M.Tsukamoto et al.: "The N-terminal DNA binding domain of Rad52 promotes RAD51-independent recombination in Saccharomyces cerevisiae."Genetics. 165. 1703-1715 (2003)
• [Publications] T.Miyazaki et al.: "In vivo assembly and disassembly of Rad51 and Rad52 complexes during double-strand break repair."The EMBO journal. (In press). (2004)
• [Publications] 篠原彰, 篠原美紀: "染色体上でのDNA鎖交換反応-相同組換えの分子メカニズムと細胞機能"細胞工学. 22. 278-282 (2003)