2021 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of the minimalized essential unit for genetic inheritance of artificial mini-chromosomes
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19K22402
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
篠原 美紀 近畿大学, 農学部, 教授 (80335687)
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2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 人工染色体 / 減数分裂期 / 組換え |
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| Outline of Annual Research Achievements |
減数分裂期組換えは子孫へ継承するゲノム情報の多様性を創出するとともに、ゲノム情報を半減するための減数第一分裂において染色体の正確な分配を保証する。私たちは減数分裂期の解析が容易であり、真核生物の中でセントロメア、テロメア、複製開始点など染色体の必須要素が明らかになっている出芽酵母で、人工染色体にさまざまな人工DNA配列を付加することによって引き起こされる減数分裂期組換えの挙動の変化について解析を行うことで、細胞内における染色体サイズの認識とそれに応じた交叉型組換え制御機構について明らかにし、次世代に継承可能にするための最小のゲノム要素を明らかにすることを目的として解析を行った。これまで酵母の人工染色体（YAC)が減数第一分裂期での不分離が多く観察されることが原因で配偶子に効率よく継承されないことを明らかにしてきた。今回、Galactose誘導性プロモーター領域(pGAL-UAS)とその領域に特異的に結合するGal4DNA結合部位(Gal4-BD)の特異性を利用して減数分裂期DSBを導入するSpo11タンパク質とGal4-BDの融合タンパク質（Gal4-BD-Spo11）を発現する酵母２倍体細胞株を作成した。また人工染色体にはpGAL-UAS配列リピートを導入した。すでにGal4-BD-Spo11は、ゲノム上のpGAL-UAS近傍に減数分裂期DSBを導入することが報告されている。その結果，pGAL-UAS配列を導入した人工染色体においても減数第一分裂期における不分離は解消されないことが明らかとなった。一方で，ランダムなDNA配列の付加による人工染色体の減数分裂期における不分離解消のスクリーニングについては人工染色体の保持頻度を上昇ものが得られるが、その場合導入配列が大きい傾向にあり特異的な配列による効果かサイズの問題かを今後明らかにしていく必要があると考える。
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