2016 Fiscal Year Research-status Report
rDNAにおいて複製と転写の連携を制御し染色体安定性を維持するメカニズムの解明
| Project/Area Number |
26840114
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
赤松 由布子 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (50381661)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | リボソームRNA遺伝子 / DNA複製 / ゲノム不安定性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
DNA複製と転写は両者ともゲノムDNAを鋳型として新生DNA鎖またはRNA鎖を合成する。しかしS期に発現している遺伝子領域において、転写中のゲノムDNAがどのように複製されるのかについてはよくわかっていない。本研究では、ヒトゲノムに約400コピーが存在し、細胞内で最も転写の活発なリボソームRNA（rRNA）遺伝子（rDNA）に着目し、この問題に取り組んでいる。
本研究では、DNA複製中間体の構造を分離することができるDNA二次元電気泳動法を利用してrDNAの複製をS期の進行に伴って解析した。45S pre-rRNA 転写終結領域に存在するReplication fork barrier (RFB)は、DNA複製の進行を阻害し、RNA polymerase I(PolI)による転写とDNA複製の衝突を回避する役割を担うことが示唆されている。このことに一致して、RFBでのDNA複製進行阻害の活性は、転写の活発なrDNAコピーが複製されるearly-S期で最も高いことを、明らかにした。また、転写終結領域のRFBに加えて、転写開始点の上流にDNA複製の進行が停止する領域を見出した。この活性は、early-S期で最も高くS期の進行に伴って低下したため、転写が活性化しているrDNAコピーでは転写開始点の上流でDNA複製の進行が停止すると考えられる。これらのことは、45S pre-rRNA転写が行われているrDNAコピーでは転写領域を挟んでDNA複製が停止することを示唆しており、PolI転写がDNA複製によって阻害されることを回避しているのかもしれない。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでにDNA二次元電気泳動法をもちいてrDNA領域のDNA複製中間体の構造を解析しているが、RFBのような単純なDNA複製進行停止の検出は比較的簡単に検出されているものの、DNA複製開始点は検出されていない。また、単純なY-fork構造でDNA複製される領域について、その方向性を決定したい。これらについて、新たな実験の条件検討が必要になった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究から、転写終結領域に存在するRFBに加えて、45S pre-rRNAコーディング領域の上流においてもDNA複製が停止することが分かった。このメカニズムを明らかにし、転写、rDNAのゲノム安定性維持との関係を考察する。
また、rDNAの全領域にわたり、DNA複製様式を決定したい。このために、DNA複製開始点やDNA複製の方向性を検出出来るよう実験の条件検討を行い、特徴的なDNA複製パターンを示す領域を同定し、rDNA安定性維持についての役割を検討する。
|
| Causes of Carryover |
本年度に研究成果発表を海外の学会等で行うことを予定していたが、海外の学会には参加しなかった。また、DNA複製の構造を検出するために新たな条件検討が必要になったために、予定していたよりも物品を購入しなかった。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ほとんどをrDNAのDNA複製を解析するための消耗品類に使用する。
また、研究成果発表を行う学会に参加するための参加費と旅費に使用する。
|
