2020 Fiscal Year Research-status Report
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17K07392
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
村上 浩士 中央大学, 理工学部, 教授 (80262020)
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2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 減数分裂 / 分裂酵母 / チェックポイント / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
減数分裂は遺伝的多様性を生み出し、配偶子形成に必須であるがその制御機構に関しては不明な点が多い。本研究では、減数分裂に特有の諸現象を協調的に進行させる制御機構の解明を目指す。特に、（1）減数分裂前DNA複製と遺伝子組み換え開始の制御機構、（2）減数分裂前DNA複製と第一減数分裂開始の制御機構、 (3)フォークヘッド型転写因子による第一減数分裂開始と遺伝子組換え開始の制御機構、及び（4）減数分裂前DNA複製の開始の制御機構を分裂酵母をモデルとして研究することにより、減数分裂過程の開始から減数分裂前DNA合成及び第一減数分裂までの減数分裂の制御機構を明らかにする。
（1）減数分裂前DNA複製と遺伝子組み換え開始の制御機構に関しては、Cds1キナーゼの基質の候補Mei4を同定し、このタンパク質がDNA複製阻害時にCds1 により実際にin vivoとin vitroで主にN末端部分にリン酸化されていることを示した。（2）減数分裂前DNA複製と第一減数分裂開始の制御機構に関しては、上記のMei4変異(Cds1によるリン酸化部位の変異)において、減数分裂前DNA複製を阻害すると、第一減数分裂は開始しなかった。そこで、別の因子が関与している可能性について検討し、候補タンパク質Fkh2を１つ発見した。(3)フォークヘッド型転写因子による第一減数分裂開始と遺伝子組換え開始の制御機構に関しては、Mei4以外のフォークヘッド型転写因子Fkh2がこの過程に関与しているかを検討している。（4）減数分裂前DNA複製の開始の制御機構に関しては、meiRNAがフェロモンシグナルのない状態では減数分裂前DNA複製に必要なことを明らかにした。また、meiRNAのターゲットは転写活性化因子であるRep1である可能性が高くなり、rep1 mRNAはMmi1による分解制御を受けている可能性が高くなった。
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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
（1）減数分裂前DNA複製と遺伝子組み換え開始の制御機構に関しては、Cds1キナーゼの基質の一つを同定した。この候補は転写因子の一つのMei4で、Cds1がリン酸化すると予想される部位に変異を導入すると減数分裂前DNA複製を阻害しても、遺伝子組換え開始の指標となる二重鎖切断が生じた。さらに、この部位が実際にin vivoおよびin vitroでCds1依存的にN末端にリン酸化されていることを明らかにした。（2）減数分裂前DNA複製と第一減数分裂開始の制御機構に関しては、上記のMei4変異(Cds1によるリン酸化部位の変異)において、減数分裂前DNA複製を阻害すると、第一減数分裂は開始しなかった。この結果は予想とは異なったので、別の因子が関与している可能性について検討し、Fkh2が候補の一つになった。(3)フォークヘッド型転写因子による第一減数分裂開始と遺伝子組換え開始の制御機構に関しては、Mei4以外のフォークヘッド型転写因子がこの過程に関与しているかを検討している。Fkh2が関与している可能性があり、確定的な結果を求めて検討している。Sep1とFhl1に関しては、単独では関与している可能性が低いことが明らかになった。（4）減数分裂前DNA複製の開始の制御機構に関しては、meiRNAがフェロモンシグナルのない状態では減数分裂前DNA複製に必要なことを明らかにした。また、meiRNAのターゲットは転写活性化因子であるRep1である可能性が高くなった。さらに、rep1 mRNAの安定性がMmi1により制御されていることを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
（1）減数分裂前DNA複製と遺伝子組み換え開始の制御機構に関しては、Cds1キナーゼの基質の候補を同定した。この候補は転写因子の一つのMei4で、Cds1がリン酸化すると予想されるN末端部位に変異を導入すると減数分裂前DNA複製を阻害しても、遺伝子組換え開始の指標となる二重鎖切断が生じた。ただ、定量的なデータがないのでこれを定量化する。（2）減数分裂前DNA複製と第一減数分裂開始の制御機構に関しては、上記のMei4変異(Cds1によるリン酸化部位の変異)において、減数分裂前DNA複製を阻害すると、第一減数分裂は開始しなかった。Fkh2が関与している可能性を見つけた。(3)フォークヘッド型転写因子による第一減数分裂開始と遺伝子組換え開始の制御機構に関しては、Mei4以外のフォークヘッド型転写因子がこの過程に関与しているかを検討している。Fkh2に関しては、Cds1によりリン酸化される可能性のある部位に変異を入れた株を作成している。Sep1に関しても同様にCds1によりリン酸化される可能性のある部位に変異を入れた株を作成し、検討する。（4）減数分裂前DNA複製の開始の制御機構に関しては、meiRNAがフェロモンシグナルのない状態では減数分裂前DNA複製に必要なことを明らかにした。また、meiRNAのMmi1を介してのターゲットは転写活性化因子であるRep1である可能性が高くなった。そこで、rep1 mRNAがMmi1により直接制御されるかをMmi1が認識する部位に変異を入れて検討している。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの蔓延により、研究活動が制限された。
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