2011 Fiscal Year Research-status Report
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23770003
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
久郷 和人 東京大学, 総合文化研究科, 特任研究員 (60554425)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 減数分裂 / 組換え / 染色体構造 / ゲノムワイド / バイオインフォマティクス |
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| Research Abstract |
減数分裂は次世代を担う配偶子を形成するための分裂である。その過程で、時空間的に厳密な制御の下、相同染色体間での組換えが行われる。減数分裂期の染色体は、ダイナミックにその姿を変える。染色体の高次構造の形成に重要な因子として、コヒーシンと呼ばれるタンパク質複合体が挙げられる。コヒーシンは体細胞分裂期と減数分裂期でその構成タンパク質の一部が異なる。本研究では、ゲノムワイドな解析手法とバイオインフォマティクス技術を用いて、減数分裂期の相同組換え開始における、コヒーシンの役割と使い分けの意義の解明に挑戦している。先行研究の結果として、減数分裂期型のコヒーシンに依存して組換え開始反応が起こる染色体領域とそうではない領域が存在することが明らかになっている。しかし、技術的な問題で、一部の染色体についてしか調べられていなかった。そこで、組換え開始反応に係わるタンパク質についてChIP-chip法を行い、全染色体についてコヒーシンの依存性を解析した。その領域に存在する遺伝子や機能配列に着目してコヒーシン非依存的な領域の共通点を探している。何らかの共通点が見つかれば、染色体領域毎に組換え開始反応の制御機構が異なっていることの意義が分かると考えられる。減数分裂期においても体細胞分裂型のコヒーシンが染色体上に局在することが知られている。しかし、その意義や染色体上の何処に結合しているのかは明らかにされていない。そこで、ChIP-chip法やChIP-Seq法を行うために、体細胞分裂期型と減数分裂期型のコヒーシンの構成タンパク質にそれぞれ別のタグ配列を付加した株を作製した。また、減数分裂期型コヒーシンを体細胞型のコヒーシンに置き換えた株も作製中である。今後、作製した株を用いて組換えの開始反応を解析することで、減数分裂期型コヒーシンに依存しない新規の組換え開始部位決定の制御機構を明らかにしていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
減数分裂期の相同組換えについて、全染色体上の減数分裂期型コヒーシンに依存しない染色体領域のマッピングを行い、その後、（１）領域に含まれる遺伝子や配列に注目したアプローチと、（２）領域に結合するタンパク質に注目したアプローチを用いて、減数分裂期型コヒーシンに依存しない組換え開始反応の制御機構を明らかにすることが目的である。全染色体上の減数分裂期型コヒーシンに依存しない染色体領域のマッピングは完了した。したがって、第一チェックポイントは達成された。（１）のアプローチにおいて、データマイニングによる特徴分析と染色体改変による効果検証を行う予定であった。前者については順調に進行中であるが、後者は開始段階であり、やや進行が遅れている。（２）のアプローチにおいては、体細胞分裂期型コヒーシンと減数分裂期型コヒーシンに注目している。解析に必要な株の作製も進んでおり、おおむね順調に進行していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでタイリングアレイを用いたChIP-chip解析で染色体上のタンパク質の局在を調べてきた。今後も、得られたデータをバイオインフォマティクスツールを組み合わせて解析を行っていく。しかし、状況によっては、より解像度の高いChIP-Seq法を導入する必要性が出てくることも考えられる。加えて、タイリングアレイの販売形態の変化により新規に購入するのが難しくなってきた。幸い次世代シークエンサーを使える環境にあるので、今後はChIP-Seq法に切り替えて研究を進めて行きたい。体細胞分裂期型と減数分裂期型コヒーシンに注目した実験については、作製した株を用いて予定通り解析を進めていく。ただし、コヒーシンに依存しない組換え開始領域では、ヒストン修飾など他の染色体構造要因が重要である可能性もある。したがって、状況に応じて解析方法を切り替えていくことも考える。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初はタイリングアレイを用いたChIP-chip法により染色体上のタンパク質の局在を解析する予定であった。しかしながら、タイリングアレイの販売形態の変化により購入が困難な状況になってきた。現在、次世代シークエンサーを用いたより解像度の高い解析が可能なChIP-Seq法が経済的、技術的に一般的になってきている。加えて、所属研究室に次世代シークエンサーが導入されたため、ChIP-Seq法をメインにゲノムワイドな解析を行っていくことにした。この変更に伴い、PCR装置の購入が必要なくなり、タイリングアレイの購入も控えていた。次年度に使用する予定の研究費を次世代シークエンサーの消耗品にあてていく予定である。
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