2014 Fiscal Year Annual Research Report
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26252057
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
日下部 宜宏 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30253595)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 昌直 基礎生物学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 助教 (20517693)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 染色体 / 遺伝子ネットワーク / 動原体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず、カイコ分散型動原体染色体の構造が、どのような分子基盤によって支持されているのかを明らかにする目的で、カイコ動原体タンパク質の同定を行った。動原体を構成するタンパク質は、生物種間での保存性が極めて低く通常のデータベース検索では同定できない遺伝子もあったが、いくつかの検索アルゴリズム (Blast, HMMER) を用いて候補遺伝子を推定し、カイコ培養細胞BmN4-SID1を用いたRNAi法により、これらが動原体形成に関わる遺伝子か否かを検証した結果、これまでに同定していたCenp-N, L, M, I, K, , Mis12に加え、新たに６個の動原体タンパク質 (Spc24, Spc25, Nnf1, Nuf2, Ndc80, Dsn1)を同定した。これら遺伝子をノックダウンすると、分裂中期において染色体の赤道面上への整列に異常がみられ、その後、多くの細胞において核相の倍数化が観察された。
また、カイコ人工染色体の構築に向けて、カイコ複製関連遺伝子３８遺伝子について遺伝子機能阻害解析を行った。その中から、特に重篤な複製阻害を示す６タンパク質について新規複製誘導能の解析を進めている。また、人工染色体のベースとなるバキュロウイルスについて、144全遺伝子のプロモーターを単離し、活性を解析した。これらは、人工染色体構築に必要な基本情報となるとともに、ウイルス性の因子が不在の場合にも強い活性を示すプロモーターは、人工染色体からの遺伝子発現制御に非常に有用であると期待される。
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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
カイコ分散型動原体染色体の構造解析については、カイコ染色体の動原体を構成するinnerとouterキネトコア、そして微小管スピンドルをアンカリングする複合体の全容を明らかにすることができた。これは、これまで全く不明であった、カイコ分散型動原体の研究を大きく進展させる重要な結果である。カイコ複製関連遺伝子３８遺伝子の機能についても、これまで詳細な解析が行われてこなかった複製機構について、その構造と機能を研究する上での手懸かりとなる。また、染色体上の本来複製起点でない領域に強制的にテザリングすることで、複製起点を創成できる遺伝子群の候補を見極めることができた。バキュロウイルス144遺伝子のプロモーター解析については、これまでのウイルス遺伝子の発現時期から推測されていた各プロモーターの活性が、実際は大きくことなることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、昨年度までの研究を継続するとともに、プロテミクスの手法を用いて、内在キネトコア、特にセントロメアクロマチンに局在する新規タンパク質の同定を試みる。また、カイコゲノムの複数の領域を認識するTALENを作製し、これとキネトコアタンパク質遺伝子や複製関連因子を融合発現させることにより、de novoセントロメア形成や複製起点形成が引き起こす影響を解析する。
また、これまでにカイコに存在する多数のヒストン脱アセチル化酵素の機能解析を行ってきた、その中で、遺伝子謙遜により細胞増殖が完全に停止する３種のHDACについて、より詳細な機能解析を行う。
さらに、最近のクロマチンタンパク質の細胞分裂期の局在解析から、ほとんどのタンパク質が凝集染色体から一時的に解離していることが明らかになってきた。その中で、パイオニア因子と呼ばれる転写因子が染色体に結合し続けることで注目されている。そこで、カイコパイオニア因子の構造と機能に関する研究を行う。
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