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2023 Fiscal Year Research-status Report

メタノール資化酵母のFlip-flop型接合型変換と性サイクル制御の統合的理解

Research Project

Project/Area Number 22K06088
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

前川 裕美  九州大学, 農学研究院, 准教授 (80399683)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords接合型遺伝子 / RPD3L複合体 / 一次ホモタリズム / Flip-flop型接合型変換 / メタノール資化酵母
Outline of Annual Research Achievements

Ogataea naganihiiはO. polymorphaと近縁のホモタリック種であるが、ドラフトゲノム解析からFlip-flop型とは異なる一次ホモタリズム機構をもつと考えられている。まず、ゲノム配列解析により完全長のゲノム配列を取得したところ、予想通りMATaとMATalpha遺伝子は同一染色体上にあり、セントロメア領域内または隣接していることが予想された。まず、両MAT遺伝子が接合に必要であること、MATaとMATalpha遺伝子は栄養飢餓により転写誘導されることを明らかにした。次に、MAT遺伝子発現制御機構を明らかにするために、セントロメアとの関係に注目し、染色体上のセントロメアヒストンCENP-A領域を解析したところ、栄養条件に関わらず両MAT遺伝子はCENP-Aクロマチン領域内に位置することが分かった。MATa 遺伝子に隣接するSLA2遺伝子領域ではCENP-A量は低く、栄養条件でも高い転写発現がみられることから、MATa -SLA2の間付近がCENP-A領域の境界になっていると考えられた。続いて、RNA-seq解析により、飢餓条件で発現誘導される転写や染色体制御に関連する遺伝子群を同定し、これらの遺伝子欠失変異株の表現型解析を進めた。この解析から、MAT遺伝子の転写誘導に重要な因子として、ヒストン脱アセチル化酵素複合体Rpd3Lの構成因子をコードするDep1を見出した。これらの結果から、O. naganihiiはセントロメア領域内にあるMAT遺伝子の発現制御機構をもっており、 Rpd3L複合体が重要な役割を果たすことが示唆された。今後は、O. polymorphaのFlip-flop型接合型変換においてもクロマチン制御が関与するかどうかも検討する計画である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでの研究から、O. polymorphaの近縁種O. naganihiiの一次ホモタリズムにおける接合型遺伝子の発現制御機構を解明する足掛かりとなる結果を得ることができた。当初予定していたFlip-flop型機構の解析ではないが、領域セントロメアをもつ出芽酵母であるO. naganihiiのMAT発現制御機構の解析を進めることにより、セントロメア領域での転写がどのように制御されているかを明らかにすることができ、学術的意義が高い。また、O. polymorphaのFlip-flop型ホモタリズムとO. naganihiiの一次ホモタリズムの共通性を見出すことができれば、ヘテロタリズムからホモタリズムへの進化過程を理解するための重要な知見となる。

Strategy for Future Research Activity

最終年度となる2024年度は、Ogataeaの接合型変換へのセントロメアクロマチン制御の関与を明らかにすることを最大の課題とし、以下の研究を実施する。
(1)O. naganihiiクロマチン領域において、栄養条件により変化するヒストン修飾の有無を検討し、特異的な修飾を同定する。
(2)O. naganihiiのRpd3Lアセチル化酵素複合体がMAT上流域に直接結合し転写活性化に働くか、ヒストンアセチル化状態を変化させるかどうかを検討する。
(3)O. polymorphaのFlip-flop型接合型変換にセントロメアクロマチン制御が関与を明らかにするために、栄養条件を変化させた時のセントロメア領域でのRNA 発現、CENP-Aヒストン結合、ヒストン修飾の変化を調べる。

  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Mechanistic insights into Schizosaccharomyces pombe GT-A family protein Pvg3 in the biosynthesis of pyruvylated β1,3-galactose of N-linked oligosaccharides2023

    • Author(s)
      Fukunaga Takamasa、Watanabe Masahiro、Nakamichi Yusuke、Morita Tomotake、Higuchi Yujiro、Maekawa Hiromi、Takegawa Kaoru
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 135 Pages: 423~432

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2023.03.002

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 出芽酵母Ogataea naganishii の一次ホモタリズムによる有性生殖の制御2024

    • Author(s)
      前川裕美
    • Organizer
      日本農芸化学会 2024年度大会
  • [Presentation] Ogataea naganishiiにおける一次ホモタリズム機構の解析2023

    • Author(s)
      前川裕美
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
  • [Presentation] Ogataea naganishiiにおける一次ホモタリズム機構の解析2023

    • Author(s)
      前川裕美
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Ogataea naganishiiの一次ホモタリズムにおける接合型遺伝子の発現制御2023

    • Author(s)
      前川裕美
    • Organizer
      2023年度「先進ゲノム支援」拡大班会議

URL: 

Published: 2024-12-25  

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