2021 Fiscal Year Research-status Report
配偶核形成に必須の新奇なゲノム切断について，クロマチン再構築を伴う修復機構の研究
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21K06009
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福田 康弘 東北大学, 農学研究科, 助教 (50527794)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | テトラヒメナ / DNA修復 / クロマチン再構築 / エピジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
繊毛虫テトラヒメナの配偶核形成では，DNA 切断が誘発するクロマチン再構築が重要な役割を果たす．生殖核が減数分裂後を経ることで 4 つの半数体性の核が生じるが，この半数体性核ではゲノム DNA の切断が起こる．この後，選択された 1 つの半数体性核（選択核）だけが DNA 修復を受けて，やがて配偶核へ分化する．DNA 修復は，選択核が配偶核へ分化するために不可欠なクロマチン再構築を誘発する．これまで選択核が受ける DNA 修復とクロマチン再構築は，シーケンシャルに独立した現象であるのか，あるいはカップリングした不可分なものであるか，分からなかった．クロマチン再構築に関連するタンパク質の機能解析が進み，配偶核形成におけるクロマチン再構築が後者の「DNA修復とカップリングした不可分な現象」であることが明らかになりつつある．現在，真核生物の DNA 修復に関わる既知遺伝子について，それらのテトラヒメナのゲノムにコードされたホモログをリスト化し，局在解析を網羅的に進めているところである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
選択核の DNA 修復に携わる DNA 修復因子の解析は，本研究の骨子である．リスト化されたテトラヒメナのゲノムにあるホモログの局在解析を進めているが，選択核の DNA 修復に関わることが考えられる複数の遺伝子が見つかってきた．また副次的な発見として，減数分裂に関わることが疑わしいクロマチン・DNA 結合性タンパク質も見出している．これらの点から，本研究は概ね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
リスト化された DNA 修復因子の局在解析を継続する．これらのうち，DNA 修復を受ける選択核へ特異的に局在するタンパク質は，次の機能解析へ進める重要な標的になる．このような選択核へ特異的に局在するタンパク質は，既に複数種類を得ているが，アミノ酸配列から予測される特性は多様である．このような候補タンパク質の全てについて，KO/KD 株などの作製を伴う機能解析へ進めることはリソース的に不可能である．そのため，タンパク量や詳細な局在解析，in silico 解析などのを予備解析を慎重に進め，本格的な機能解析を行うタンパク質の候補を絞る．
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| Causes of Carryover |
候補遺伝子の局在解析に多くの時間を要したため，初めの計画に挙げたRNA-seqなどの受託解析，また高価な消耗品を要するタンパク質の機能解析は，研究の後半へ繰り下げて実施するように計画を変更した．
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