Identification of self-assembly activity on mitotic chromosome

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K19348
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 西山 朋子 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90615535)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: 染色体構造構築

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ツメガエル卵無細胞系において、アクチンにも微小管にも依存しない染色体の自律的な集合機構の分子的実体を解明することを目指した。前年度に、ツメガエル無細胞系を用いて、染色体自己集合活性候補因子の中でもタンパク質性の因子について、その網羅的な同定を質量分析により試み、自己集合活性の有無に対応して染色体への結合量が変化するいくつかの因子の同定に成功した。今年度は、これらの候補因子についての機能解析を行った。候補因子の一つであるPoly (ADP-ribose) polymerase 1（PARP-1）は、DNAダメージに応答して損傷部位にリクルートされるクロマチン結合タンパク質として知られており、標的タンパク質にADP-ribose chainを付加するポリメラーゼ活性を持つ。PARP-1は自己集合活性存在下で有意に分裂期染色体への結合が増加する。このPARP-1の分裂期染色体上における機能を解析するため、内在性PARP-1タンパク質のツメガエル卵抽出液からの免疫除去を行った。PRAP-1除去卵抽出液に精子核クロマチンを添加し、分裂期染色体の形態を観察した結果、コントロールの未除去卵抽出液では分裂期染色体の凝縮とそれらの染色体の集合が観察されたのに対し、PARP-1除去卵抽出液中では、分裂期染色体の凝縮が不十分で、コントロールの染色体で見られるような明瞭な軸構造をもった染色体が形成されないことが明らかとなった。このことから、PARP-1は、自己集合活性制御因子というよりも、むしろ染色体凝縮機能に重要な役割を果たしている可能性を示唆している。ヒト培養細胞におけるPARP-1活性阻害実験においても同様の結果が得られ、PARP-1の分裂期染色体凝縮における機能が動物細胞の間で保存されている可能性が示唆された。