減数分裂におけるエピジェネティック制御機構の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K23731
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大屋 恵梨子 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (60847721)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: ヘテロクロマチン / 遺伝子 / 発現制御 / エピジェネティクス / 分裂酵母

Outline of Annual Research Achievements

減数分裂は、精子や卵子等の生殖細胞の形成に必須であり、この過程に異常が生じると、染色体異常が生じ、不妊や個体の致死、ダウン症などの染色体異常疾患を引き起こす。減数分裂過程で生じる異常の原因は、①DNA配列依存的な異常と②それに依存しないエピジェネティックな異常に大別され、これまでの当該分野における研究は主に遺伝学的見地から①に注目したものがほとんどであり、②に関して詳細に調べた例は殆どない。本研究では、エピジェネティックな観点から減数分裂過程における染色体の構造変換のダイナミクスを明らかにし、その構造変換を制御する因子を特定することを目指し、以下の課題を中心に研究を実施した。

【高次クロマチンの「再構築」系の確立】本研究では、減数分裂におけるエピジェネティックな染色体構造変換に関与する高次クロマチン制御メカニズムの解明を目指しているが、高次クロマチン形成がどのように起こるのか不明な点が多く残されている。当該年度は、エピジェネティックな染色体構造変換に関与する高次クロマチン形成・維持のメカニズムを詳細に検証する為、高次クロマチン形成関連因子やメカニズムが異なる異種酵母内での高次クロマチンの「再構築」を試みた。ユニークな遺伝子増幅・維持機構を持つ出芽酵母のリボソームRNA遺伝子領域を利用して、その領域に高次クロマチン形成へ関わる分裂酵母の遺伝子を組み込み、それらを酵母内で再構築する系を構築した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当該年度では、エピジェネティックな染色体構造変換に関与する高次ヘテロクロマチン形成関連因子がどのように制御に関わるのか詳細に検証する為、高次クロマチン形成関連因子やメカニズムが異なる異種酵母内での高次クロマチンの「再構築」を試みた。ユニークな遺伝子増幅・維持機構を持つ出芽酵母のリボソーム領域を利用して、その領域に高次クロマチン形成へ関わる分裂酵母の遺伝子を組み込む為の系を構築することができた。この系の構築の為、多岐に渡る実験条件の検証に多くの時間を費やした。また、新型コロナウイルス感染症の影響により、大学での研究活動が制限され、当初の計画より遅れることとなった。

Strategy for Future Research Activity

今後は、構築した再構成の系を用いて、特定した脱ユビキチン化酵素を含む、高次クロマチン形成へ関わる因子発現させ、高次クロマチンを再構成する予定である。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の影響により、情報収集や成果発表の為に参加予定であった学会がオンラインでの開催となり、計上していた学会参加の為の予算を使用せず、次年度使用額が生じた。この為、2022年度は積極的に学会に参加して情報収集及び成果発表を行うこととし、次年度費用はその費用に充てる。