| 研究課題/領域番号 |
20K06600
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43050:ゲノム生物学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 (2021-2022)
東京大学 (2020) |
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研究代表者 |
飯田 哲史 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 研究員 (60391851)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | rDNA / 機能性DNA / 老化 / ゲノム安定性 / 遺伝子コピー / 酵母 / ゲノム損傷 / 染色体外DNA / SIR2 / コピー数 / UAF / 転写制御 / ゲノム安定性維持 / サーチュイン遺伝子 / ゲノム維持 / 機能性DNA断片 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
遺伝子のコピー数変化は、様々な細胞異常を引き起こす。適正なコピー数が維持されるリボゾームRNA遺伝子(rDNA)は、コピー数の大きな減少によりDNA損傷に感受性となる。出芽酵母がrDNAを適正なコピー数に回復する機構は、転写因子UAFがコピー数減少を感知し、rDNAの安定性を維持するSir2の発現を抑制することでコピー数の回復を促す。本研究は、ゲノム異常を感知しゲノムの恒常性を保つ詳細な分子機構の解明を目的とし、UAFがSIR2遺伝子を認識し転写抑制する機構、新規の機能性DNA断片について研究を行う。この機構は、「細胞の持つ適正なゲノムの記憶」の分子機構であり、新しい細胞機能の提案につながる。
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| 研究成果の概要 |
ゲノムの不安定化によって引き起こされる遺伝子コピー数の変化は、細胞の性質を大きく変え、細胞異常を引き起こす。ゲノム上でリピートを形成するリボソームRNA遺伝子(rDNA)は、コピー数変動を感知して回復する機構によって維持されている。本研究では、出芽酵母を用いてUAF複合体が他の転写制御複合体とともにSIR2遺伝子のプロモーターに作用し発現を抑制しrDNAのコピー数回復と維持を行っていることを明らかにした。また、SIR2遺伝子プロモーターに存在する染色体外DNA断片のコード領域が、SIR2の機能と考えられていた機能を担う別の遺伝子あることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、これまでほとんどわかっていなかったrDNAコピー数減少を検知して転写抑制する仕組みとして、UAF複合体以外にあらたな転写制御複合体が関与していることが明らかになったことで、rDNAコピー数変動に対して厳密にSIR2遺伝子のみを制御する仕組みの理解につながった。また本研究により、機能性の直鎖状二本鎖DNAを発現すると予想される遺伝子が同定され、その機能が初めて明らかとなった。今後、機能性DNA発現型遺伝子というあたらしいタイプの遺伝子の研究を続けることにより、DNA発現型遺伝子の研究分野の創出につながることが期待される。
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