2017 Fiscal Year Annual Research Report
Distinction of DSB repair pathways in mitosis and meiosis
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17H03711
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
太田 邦史 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90211789)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 減数分裂 / DNA再編成 / 組換え / ゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲノム DNAの切断は、細胞に致死的な影響を及ぼすだけでなく、修復経路によって様々な染色体再編成や遺伝子変異を生じ、がん化や細胞老化などの疾患に結びつく。一方、減数分裂期にはSpo11 によるゲノムDNAの切断が組換えホットスポットで生じるが、染色体転座などは抑制され、比較的保守的なゲノム変化をもたらす。両者の違いは、相同染色体の対合やシナプトネマ構造といった減数分裂特異的な染色体構造の存在に起因すると考えられるが、その詳細は不明である。そこで本研究では、申請者が独自に開発した多部位ゲノムDNA 切断技術「TAQingシステム」を用いて、有糸分裂期と減数分裂期の染色体再編成の本質的な違いや分子機構を構成的手法により明らかにする。これにより、有性生殖や発がんなどにおける遺伝情報多様化の機構や原理を探る。
昨年度は下記の研究成果を得た。
減数分裂期のTAQingシステムを実現する為の酵母株の作成を行った。まだ変異体などの獲得は完了していないが、実験の成功要件となる高同調性の減数分裂を誘起できる株を選定し、実際に減数分裂が9割以上の確率で実施できる事を確認した。また、これらの元株のゲノム配列について、illuminaショートリード系とPacBioロングリード系のハイブリッド解析により、全ゲノム配列を解析し、参照配列のアセンブルを完成した。
また、有糸分裂期の酵母細胞について、DNA再編成の状況を次世代シークエンサーを用いて解析した。すでに、ゲノム再編成のデータを分析を開始し、スペクトラム分析を行いつつある。これらの成果については、既に論文を投稿し、現在査読対応をほぼ完了した状態となっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究に関する投稿論文の査読対応に時間と労力を費やしたため、減数分裂期TAQingシステムの導入が予定より少し遅れているものの、概ね順調に研究は進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）参照配列の決定と配列解析法の改良：本年度は昨年に引き続き、ゲノム再編成系TAQingシステムを用いて、酵母ゲノムの再編成実験を行う。従来のilluminaとPacbioのシステムを用いたハイブリッド配列解析に加え、ロングリード解析にナノポアシーケンサーを新規に導入する。
２）減数分裂TAQingシステムの構築と実行：減数分裂誘導用の株の構築については、引き続き進める。株の構築が完了次第、減数分裂時のTAQing実験を開始する。return to growth実験が可能かについても検証を行う。
３）有糸分裂期TAQingシステムを用いた検証：有糸分裂期の酵母細胞については、引き続き再編成株の分析結果を蓄積していく。染色体転座が生じた部位に関しては、既存のHi-Cデータを用いて核内3次元構造との関連を調べる。また、追加プロジェクトとして、1倍体と2倍体でTAQingを実施し、ゲノムの倍数性と染色体再編成の度合いに何らかの関連があるか検証を行う。
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