2023 Fiscal Year Annual Research Report
減数分裂期のDNA修復機構におけるMcmdc2の機能の解明
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21K06159
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
酒井 則良 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 准教授 (50202081)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 減数分裂 / ゼブラフィッシュ / mcmdc2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
減数分裂期の染色体分配には、組換えによる二本鎖DNA切断（DSB）の修復が生む相同染色体の交叉が必須であるが、その制御機構には未知の部分が多い。ゼブラフィッシュENU変異体imoは減数分裂に異常がみられ、その原因遺伝子候補のmcmdc2遺伝子は、ショウジョウバエとマウスにおいて減数分裂期のDSB修復に機能する新規因子であることが示唆されているが、その分子機構は未知である。マウスとは異なり、ゼブラフィッシュ変異体では卵母細胞が減数分裂を超えて発達するため、他の減数分裂因子への影響を減数第一分裂過程を通して解析することが可能である。本研究では、imo変異体とmcmdc2ノックアウトとの相補性テストにより、imo変異体の表現型がmcmdc2の変異に起因することを確認した後、その表現型を解析した。シナプトネマ複合体のSycp1とSycp3、およびDNA recombinaseのDmc1、DSBマーカーのヒストンH2AX、DNAミスマッチ修復タンパク質のMsh5 (mutS homolog 5)、テロメアの動態を蛍光免疫染色もしくは蛍光標識により定量的に解析した結果、この変異体では減数第一分裂の組換えにおけるDSB修復中間体の安定化が正常に起こらないことが明らかとなった。さらに、この変異体の成熟卵を野生型精子と受精させて、発生した胚の染色体数をフローサイトメーターで解析したところ、染色体の異数性が認められ、卵母細胞でも組換え異常が起こっていることが示唆された。また、Mcmdc2タンパク質と相互作用する因子の解析を目的に3XFLAG-Sをタグ付けしたmcmdc2のトランスジェニック系統を作成するとともに、Mcmdc2と協働して組換えに関わると考えられるmcm8変異体を作製し、オスで不妊の表現型が出ることを確認した。
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