2013 Fiscal Year Annual Research Report
ゲノム変動を制御するクロマチン核内空間配置メカニズムの解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Systematic study of chromosome adaptation |
|---|
| Project/Area Number |
25125703
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
原田 昌彦 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70218642)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | ゲノム変動 / DNA損傷修復 / 細胞核 / クロマチン / アクチン関連タンパク質 / クロマチンリモデリング複合体 |
|---|
| Research Abstract |
生命がゲノムを安定に維持する上で、DNA二重鎖切断は大きな脅威である。そのため、核内では速やかにDNAを修復することが試みられる。しかし、修復が困難な場合には、ゲノムを大規模に組み換えて生存を図ることがあり、これによってゲノムアダプテーションが起こる。しかし、その機能については、不明な点が多い。我々は、出芽酵母をモデル系として、その機構の解明に取り組んでいる。これまでに、出芽酵母においてDNA二重鎖切断部位が、核膜タンパク質である核膜孔複合体とMps3タンパク質に結合することで、核膜近傍に移行することが報告されている。我々は、この機構に、SWR1クロマチンリモデリング複合体と、INO80クロマチンリモデリング複合体の両者が、異なった機構で関与することを明らかにした。さらに、核膜孔複合体とMps3が、DNA修復反応の進行や、正確な組み換え反応において、協調的に機能することを明らかにした。これらの結果は、クロマチンレベルと細胞核レベルのエピジェネティック制御が、ゲノムアダプテーションに関与することを示している。さらに、脊椎動物細胞を用いた解析によって、アクチン重合阻害剤を作用させた際に、DNA修復反応が低下することが示された。このことは、アクチン細胞骨格がDNA修復反応に関与していることを示している。細胞核内のアクチンがDNA修復に関与するかを明らかにするために、細胞核内でアクチンフィラメントを形成する系を構築し、今後これを実験に用いることとした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
DNA二重鎖切断部位が、細胞核内において核膜近傍に移行するメカニズムはほとんど不明であったが、我々の解析によってSWR1およびINO80クロマチンリモデリング複合体が、この機構に関与していることを明らかにすることができた。また、DNA二重鎖切断部位が核膜近傍に移行することの生物学的意義についても、核膜孔複合体とMps3が協調して、DNA修復の進行や、正確な組み換え反応に寄与することを明らかにすることができた。さらに、脊椎動物の核骨格とDNA損傷修復の関連を解析する実験系を開発した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
DNA二重鎖切断修復に関するゲノムアダプテーションにおいて、SWR1およびINO80クロマチンリモデリング複合体が重要な役割を果たすことが示されたので、これらがどのような分子機構によって、このゲノムアダプテーションに関与するかを明らかにする。また、核膜孔複合体およびMps3が、DNA損傷修復のプロセスや、正確な組み明け反応にどのように関与するかについても、その分子機構を明らかにする。さらに、核内でのアクチン核骨格がDNA損傷修復やゲノムアダプテーションにどのように関与するかを明らかにするため、これまでに作成した核内アクチンフィラメントを形成する細胞を利用した解析を行う。
|
