2019 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、Spo11によるDNA切断、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解析した。まず、有糸分裂期にTAQingシステムを実施すると、転座やコピー数変動など、減数分裂期組換えではほとんど見られないゲノムの大規模な再編成が多数観察された。線虫や分裂酵母では減数分裂期の相同染色体の分離は、Spo11によるDNA切断でなく放射線などでも代替できることが知られていた。ところが、Spo11を欠損させた出芽酵母の減数分裂期にTAQingを作動させると、胞子の生存率はSpo11欠損株と同じく極端に低いままだった。この株を顕微鏡観察すると、染色体異常が発生していることも確認された。以上から、ヒトなど同様の減数分裂期相同染色体分離機構を持つ出芽酵母では、Spo11によるDNA切断でないと正常の減数分裂期組換えが誘発できないことが明らかになった。これらの生物種では、Spo11によるホットスポットでのDNA切断が、相同組換えを正常に誘発するために不可欠であることが推測される。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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