Decoding the molecular mechanism for genome homeostasis against genomic anomalies

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06600
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43050:Genome biology-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research (2021-2022); The University of Tokyo (2020)
• Principal Investigator: Iida Tetsushi 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 研究員 (60391851)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: rDNA / 機能性DNA / 老化 / ゲノム安定性 / 遺伝子コピー / 酵母

Outline of Final Research Achievements

Changes in copy number induced by genome instability can drastically affect the properties of cells and cause cellular abnormalities. Ribosomal RNA genes (rDNAs), which form repeats on the genome, are maintained by a mechanism that senses copy loss and restores copy number. In this study, by using budding yeast, we show that the UAF complex, together with the SAGA complex, acts on the promoter of the SIR2 gene and represses its expression to restore and maintain the copy number of the rDNA. We also revealed that the coding region of the extrachromosomal DNA fragment present in the SIR2 gene promoter is another gene that is responsible for the protein aggregate accumulation, which was thought to be the function of SIR2.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、これまでほとんどわかっていなかったrDNAコピー数減少を検知して転写抑制する仕組みとして、UAF複合体以外にあらたな転写制御複合体が関与していることが明らかになったことで、rDNAコピー数変動に対して厳密にSIR2遺伝子のみを制御する仕組みの理解につながった。また本研究により、機能性の直鎖状二本鎖DNAを発現すると予想される遺伝子が同定され、その機能が初めて明らかとなった。今後、機能性DNA発現型遺伝子というあたらしいタイプの遺伝子の研究を続けることにより、DNA発現型遺伝子の研究分野の創出につながることが期待される。