2015 Fiscal Year Annual Research Report
減数分裂の相同染色体組換えに必要な分子・構造基盤とメカニズムの研究
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26251037
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平岡 泰 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10359078)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 染色体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
減数分裂は、有性生殖を行う真核生物にとってゲノムを子孫に継承するための普遍的で重要なプロセスである。減数分裂においては、相同染色体の対合・組み換えが必須であるが、これを実現するために特有のクロマチン構造が作られる。本研究では、生細胞蛍光イメージングと分子遺伝学の手法を併用して、相同染色体組換えに伴って形成される減数分裂期クロマチン構造の分子基盤と形成メカニズムを明らかにする。減数分裂に特有のクロマチン構造として、相同染色体の相互認識部位の構造、DNA二重鎖切断部部位の構造、相同染色体の組換え中間体およびキアズマを解析する。減数分裂に障害を持つ変異株のクロマチン構造を解析し、原因遺伝子産物と異常の因果関係を明らかにする。このような構造の構成成分を生化学的に同定し、当該遺伝子の改変や破壊による機能解析とイメージング解析を行うことによって、その分子メカニズムを解明する。
平成27年度は、減数分裂に特有に形成されるクロマチン構造のイメージング解析を行った。分裂酵母の種々の変異体を用いて、減数分裂期の進行を生細胞イメージングにより追跡し、ヒストンH4の修飾が減数分裂前期の進行に影響することを明らかにした。その成果を論文として報告した(Ruan et al., 2015)。また、核膜孔複合体タンパク質の一つNup132を欠損すると、減数分裂の染色体分離に異常が出ることを見いだし、論文として報告した(Yang et al., 2015)。
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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
分裂酵母において、核膜孔複合体タンパク質やヒストン修飾が減数分裂前期の進行に影響することを明らかにし、その成果を国際学術誌に論文として報告した (Yang et al., J Cell Biology, 2015; Ruan et al., Scientific Reports, 2015)。これらを含めて、国際学術誌に論文を17編発表した。また、超分解能顕微鏡法として3D-SIM (3次元Structured Illumination Microscope) を用いて、分裂酵母クロマチン構造の高分解能観察を実現し (Matsuda et al., Nature Commun., 2015)、広範に利用できる手法となっている。これらの成果について、国際会議での発表を13件行うなど、未発表のもの含めて着実に成果が得られており、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに分裂酵母減数分裂期にDNA複製に伴って起こるヒストンH4の修飾が減数分裂前期の進行に影響することを発見したが、その仕組みについては未だ不明である。今後の課題として、まず、減数分裂の進行に影響を与えるヒストン変異を検索し、ヒストン変異体のクロマチン構造を解析する。ヒストン修飾を担う酵素を特定するために、候補となる遺伝子の破壊株や変異株の解析を行う。またヒストンの修飾状態を生細胞で蛍光イメージングできる手法を分裂酵母で実現する。さらに、超分解能顕微鏡法として3D-SIM (3次元Structured Illumination Microscope)を用い、分裂酵母の染色体構造を超高分解能で解析する。
核膜タンパク質や核膜孔複合体タンパク質が染色体の挙動に与える影響についても、まだ不明な点が多く、解析する必要がある。これまでに核膜タンパク質の変異株のなかに染色体分離や減数分裂に障害を示すものを見いだしている。これらの変異株において減数分裂のどの段階で障害が生じるのかを調べ、その分子メカニズムの理解を目指す。
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[Journal Article] Shugoshin forms a specialized chromatin domain at subtelomeres that regulates transcription and replication timing2016
Author(s)
Sanki Tashiro, Tetsuya Handa, Atsushi Matsuda, Takuto Ban, Toru Takigawa, Kasumi Miyasato, Kojiro Ishii, Kazuto Kugou, Kunihiro Ohta, Yasushi Hiraoka, Hisao Masukata, Junko Kanoh
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Chromosome Segregation is Impaired by Loss of Lem22015
Author(s)
Yoshie Tange, Yuji Chikashige, Yasuhiro Hirano, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka
Organizer
International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
Place of Presentation
淡路夢舞台国際会議場（兵庫県・淡路市）
Year and Date
2015-08-25 – 2015-08-25
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Shugoshin forms a specialized chromatin domain at subtelomeres, repressing transcription and replication2015
Author(s)
Sanki Tashiro, Tetsuya Handa, Atsushi Matsuda, Takuto Ban, Toru Takigawa, Kazumi Miyasato, Kojiro Ishii, Kazuto Kugou, Kunihiro Ohta, Yasushi Hiraoka, Hisao Masukata, Junko Kanoh
Organizer
8th International Fission Yeast Meeting
Place of Presentation
生田神社会館（兵庫県・神戸市）
Year and Date
2015-06-24 – 2015-06-24
Int'l Joint Research
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