| 研究課題/領域番号 |
21H02461
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
原 昌稔 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 助教 (30565099)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | セントロメア / キネトコア / クロマチン / 細胞周期 / 染色体分配 / クロマチン構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
セントロメアは、細胞分裂に伴うゲノムDNAの分配過程に必須なゲノム領域であり、自身の上にキネトコア複合体を構築し、染色体と紡錘体微小管との結合を確立する。これまでに、セントロメアは、局所的にユニークなクロマチン構造を形成し、それが機能発現に重要であると考えられているが、その詳細は不明である。そこで、本研究では、セントロメアクロマチン構造を定量的に解析する。さらに、このユニークなクロマチン構造形成に関与する分子機構を、キネトコア構成タンパク質であるCENP-Cに着目して明らかにする。それらにより、セントロメアのクロマチン構造の形成・制御機構の分子実体およびその意義を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
ゲノムDNAの機能発現には、クロマチン構造とその制御が重要である。セントロメアは、細胞分裂に伴うゲノムDNAの分配過程に必須なゲノム領域であり、自身の上にキネトコア複合体を構築し、染色体と紡錘体微小管との結合を確立する。これまでに、セントロメアは、局所的にユニークなクロマチン構造を形成し、それが機能発現に重要であると考えられてきたが、その構造の定量的な解析はほとんど行われていない。
本研究では、昨年度に構築した3C-qPCR法によるセントロメアクロマチン構造を定量的に評価する系を用いて、ニワトリDT40細胞の性染色体 (Z染色体) のセントロメア構造形成機構について解析した。その結果、セントロメアタンパク質であるCENP-Cが、セントロメアクロマチン構造形成に重要であることが明らかとなった。次に、CENP-Cがどのように、セントロメアクロマチン構造形成に関わるのかを調べたところ、CENP-Cが他のセントロメアタンパク質群 (CCAN) と結合し、それによって、CCANがセントロメアへ安定に局在することが、セントロメのユニークなクロマチン構造形成に必須であった。
また、細胞周期の進行に伴って、セントロメアクロマチン構造が変化するかを3C-qPCR法によって調べた。その結果、分裂期と間期とでクロマチン構造が異なる可能性が示唆された。
これらの結果は、ユニークなセントロメアクロマチン構造形成の分子メカニズムとその意義の理解に向けて、重要な知見となった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
独自に確立した3C-qPCR法を用いて、ニワトリDT40細胞におけるセントロメアクロマチン構造を定量的に解析することで、CENP-Cがセントロメアクロマチン構造形成に重要であることを明らかにできた。加えて、共同研究による超解像顕微鏡を用いた解析により、ヒト細胞においても同様な結果が得られている。さらに、CENP-Cによるセントロメアクロマチン構造形成の分子機構も明らかになりつつある。また、セントロメアクロマチンが、細胞周期を通じて変化している可能性も見出された。これらのことから、プロジェクトはおおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在得られている知見をもとに、CENP-Cによるセントロメアクロマチン構造形成の分子機構の詳細を明らかにする。そのために、CENP-C変異体発現DT40細胞を用いてさらに解析を進める。また、リコンビナントタンパク質を用いて、試験管内再構成系による解析も行う。これらにより、CENP-Cによるセントロメアクロマチン形成制御を包括的に理解する。
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