2019 Fiscal Year Research-status Report
Dynamics of RNA-protein complex in homologous chromosome pairing
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19K06503
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
丁 大橋 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (50359080)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 対合 / 減数分裂 / 染色体 / 液液相分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
減数分裂の最初のステップとして相同染色体が互いを見つけて対合しなければならないが、相同染色体対合のメカニズムが未だに解明されていない部分が多い。
これまでの研究で、分裂酵母の相同染色体対合に減数分裂期に発現する長鎖非コードRNAローカスが寄与するが明らかになった。それらの長鎖非コードRNAに複数のRNA転写終結因子であるSmpたんぱく質が結合し、長鎖非コードRNAを染色体に滞留させる役割をする。
対合に非コードRNA及び転写終結因子が寄与するメカニズムを解明するために、液液相分離の関与を検証した。その結果、Smpタンパク質と長鎖非コードRNAが液液相分離したドロップレットを形成することを発見した。ドロップレットが1,6-hexanediol処理で破壊され、対合している相同染色体が離れてしまう。その後、1,6-hexanediolを培地から抜くと、再びドロップレットが形成され、対合も回復することから、Smpタンパク質と長鎖非コードRNAが一緒になって形成するドロップレットが相同染色体を繋ぐ役割を果たすことが分かった。さらに、異なる長鎖非コードRNAを含むSmpドロップレット同士が融合できないし対合も促進できないことから、長鎖非コードRNAの種類の違いで、ドロップレットの物理化学性質が変わることが示唆された。このように、相同染色体の相互認識と対合には、長鎖非コードRNA-Smp複合体は液-液相分離を介して集合体を形成し、その集合体形成と融合が相同染色体を互いに引きつける原動力を生み出していることを示唆している。今後ドロップレットの形成機構などをin-vitroで詳しく検証する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
相同染色体対合にSmpタンパク質の液液相分離が重要な役割を果たすことを明らかにした。さらに、非コードRNAの種類でSmpドロップレットが融合するかどうかを決定していることを発見した。これらの成果が転写終結因子同染色体認識の基本原理を提示する重要な発見で、Nature Communications誌で論文発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Smp転写終結因子と非コードRNAの相分離をin vitroで解析し、相分離に寄与するタンパク質構造や、RNAの配列と二次構造などを詳しく解析する。
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| Causes of Carryover |
in-vitro解析が次年度に延期したため、次年度使用額が生じた。
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