2007 Fiscal Year Annual Research Report
ゲノムの維持と発現におけるコンデンシン複合体の役割
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18570009
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小野 教夫 The Institute of Physical and Chemical Research, 平野染色体ダイナミクス研究室, 研究員 (20291172)
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| Keywords | コンデンシンI / コンデンシンII / クロマチン / DNA複製 / 染色体バンド / ヒストン修飾 |
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| Research Abstract |
コンデンシンは分裂期染色体の構築に必須なタンパク質複合体である。高等真核生物では2種類の複合体、コンデンシンIとコンデンシンIIが、それぞれ異なった機能をもちつつ協調して働くことにより、遺伝情報の均等分配が可能な染色体が形成される。本研究では、分裂期に加えて間期核におけるコンデンシンの機能を探ることにより、ゲノムの維持と発現、そして分配のメカニズムを統合的に捉えることを目指した。
コンデンシIIは細胞周期を通じて核に局在するが、核内における詳しい動態は不明だった。本研究では、細胞学的手法によりヒト細胞のコンデンシンIIの挙動を調べた結果、DNA複製の進行とともにクロマチンとの結合状態が変化していることを明らかにした。この結果は、これまで独立の事象と考えられてきた間期でのDNA複製と分裂期の染色体形成が、コンデンシンIIを介して連係している可能性が示された点で重要である。
さらに、クロマチンの高次構造を制御する重要な因子の一つであり、遺伝子発現とも密接に関連しているヒストン修飾パターンと、コンデンシンIとIIの染色体分布との間の関連を調べた。その結果、ユークロマチンに見られる修飾部位にはコンデンシンIが、それ以外の部位にはコンデンシンIIが優勢になる傾向が見られた。また、ヒストンアセチル化パターンを撹乱すると、染色体の形態とコンデンシンの分布パターンに変化がみられた。これらの結果は、クロマチン高次構造とコンデンシンの染色体分布は密接に関連していることを示す。またこの解析の過程で、コンデンシンIとIIの染色体分布パターンは各染色体に特異的で、かつDNA複製タイミングやヒストン修飾とも関連する染色体バンドと一致する傾向を示した。今回の知見の生物学的意義は、ゲノム分配の中心的因子のコンデンシン複合体が、ゲノムの複製や発現とも密接に関連している可能性を示したことである。
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