DNAポリメラーゼ動態から成る遺伝情報の安定性

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03233
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 大学 保一 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80619875)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 突然変異生成 / DNA複製 / DNAポリメラーゼ

Outline of Annual Research Achievements

<Pu-seq実験によるPolζがDNA合成に関与するゲノム領域の同定>
研究目的で挙げたポリメラーゼの中で，Polζ（ゼータ）を対象としたPu-seq実験を行う事に成功し，DNA合成期（Ｓ期）の複製遅延領域において，Polζが機能する確率が上昇することを示した．これらの結果から，DNAポリメラーゼの使われ方がゲノム複製の進行と共に変化することを示し，ゲノム上の複製遅延領域に突然変異が多い原因がPolζ機能によることを示すに至った．しかし，各ゲノム領域でのPolζによる合成量は，実験ごとの変動が大きく，今後，この原因を明らかにし，安定したデータを得ることが必要であると考える．

<Polζ・Polδサブユニットのゲノム上での局在>
分裂酵母Polδ（Cdc6，Cdc1，Cdc27）の各コンポーネントを対象としてCUT&RUN-sequencing実験を行うために，それらのコンポーネントのC末端に必要なタグ配列を付加する遺伝子改変を行った．その結果，タグを付加した時点で分裂酵母の生育に著しく影響する場合が多いことが判明した．タグ周辺の配列やタグ配列を付加する位置をN末端に変更するなどの方法により，今後，酵母の生育に大きく影響しない遺伝子改変に取り組む必要があると考えられる．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

上記のPu-seq実験に関して繰越期間が必要であったが，最終的に必要とする分裂酵母株の作成に成功し，ゲノムを網羅して，Polζ（ゼータ）を対象としたPu-seq実験を行う事に成功した．その一方で，CUT&RUN-sequencing実験の実施に関しては，途上であり，適切な分裂酵母株の作成を行う必要がある．

Strategy for Future Research Activity

次年度以降の計画にある通り，Polδの各コンポーネント（Cdc6，Cdc1，Cdc27）の発現を人工的に制御し，これらのコンポーネント量がPolζによるDNA合成に及ぼす影響を明らかにし，加えて，同条件下で突然変異頻度を測定する．これらの実験により，PolδとPolζがサブユニットを共有することによって生じる競合的な関係を明らかにできると考える．