2022 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
21K20636
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
竹俣 直道 京都大学, 工学研究科, 助教 (40883830)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2024-03-31
|
| Keywords | SMC / アーキア / 染色体構造 / 進化 / 染色体ドメイン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
SMC複合体はゲノム高次構造の制御に不可欠のタンパク質であり、バクテリアではSMCとKleisin、そしてKleisin結合因子であるKiteという3種のサブユニットがSMC複合体を構成している。一方、真核生物のSMC複合体では多くの場合Kiteの代わりにHawkサブユニットが用いられている。興味深いことに、真核生物の起源となった原核生物ドメインであるアーキアはSMC、Kleisin(ScpA)、Kite(ScpB)をコードする遺伝子を持つ一方、アーキアのScpAとScpBは複合体を形成しないことが組換えタンパク質を用いた先行研究で示されている。真核型SMC複合体の誕生やゲノムの構造化機構の進化を知る上でアーキアのSMC複合体は重要な研究対象だが、その機能については不明な点が多い。本研究ではこの問題に取り組むため、超好熱性アーキアT.kodakarensisにおけるSMC複合体の機能を研究する。手法としては、3C-seqと呼ばれるゲノム構造解析法や、遺伝子ノックアウトをはじめとする遺伝学的手法などを組み合わせる。今年度の進行状況は以下の通りである。
昨年度に発見したSMC複合体依存的に形成される染色体ドメインについて、その形成機構を解析した。ドメイン境界部の1つは染色体ダイマーの解消に関わるdif配列の近傍に位置しており、また同様のドメイン境界構造が他種アーキアのdif領域でも観察された。しかし、境界部の形成にはdif配列やdifを標的とするXerリコンビナーゼは必須ではなかった。そこで、この領域でドメインの境界を規定するトランス因子を同定するため、dif配列を含む約2kbの領域をプローブとしてDNAアフィニティ精製を行った。その結果、トランス因子の候補タンパク質を複数個同定した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
真核生物ではSMC複合体によるDNAループの押し出し反応が特定のDNA結合タンパク質によって停止させられることで染色体ドメイン構造が形成される。しかし、同様のドメイン形成機構は原核生物では報告されていない。本研究は、真核生物の起源となった原核生物ドメインであるアーキアにおいて、SMC複合体が配列特異的なDNA結合タンパク質と協調して働くことで染色体ドメインの形成に寄与する可能性を示唆しており、染色体ドメインの起源に重要な洞察をもたらすと期待される。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今回同定されたドメイン境界を規定する因子の候補について破壊株を作製し、ドメインの消失が見られるかをHi-Cにより調べる。また、アーキアにおけるSMC複合体依存的な染色体ドメイン形成の生理的意義を追求する。
|
| Causes of Carryover |
本研究が当初の予定より大きく進展したため、追加実験を実施してよりレベルの高い学術論文に仕上げて国際紙に投稿することになり、次年度使用額が生じた。
|
