減数第一分裂期における染色体分配制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 26711020
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 遺伝・染色体動態
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 作野 剛士 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (10504566)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 22,490千円 (直接経費: 17,300千円、間接経費: 5,190千円); 2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2016年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 減数分裂 / 染色体分配 / コヒーシン / MEIKIN / 相同組換え / CK1 / 一方向性結合 / Polo / 染色体動態 / 分裂酵母 / 組換え / シュゴシン / コヒーシン複合体 / 還元分配 / カゼインキナーゼ

研究成果の概要

本研究では、減数第一分裂期において姉妹動原体がスピンドル微小管によって一方向性に捉えられるために必要な機構が、酵母からマウスに至るまで機能的に保存されているMEIKINを介して制御されることを示した。また、減数第一分裂期におけるコヒーシンの分解保護に必要なシュゴシンの局在制御に、酵母とマウス共にPoloキナーゼが必要であることを示した。さらに、相同染色体が両極へと分配されるために必須な減数分裂期組換えの制御に、I型カゼインキナーゼによるコヒーシンのリン酸化が必須であることが判明した。これらの結果を通じて、真核生物の減数第一分裂期における染色体分配制御を担う分子機構に関する理解が深まった。

研究成果

• [雑誌論文] Hierarchical regulation of centromeric cohesion protection by meikin and shugoshin during meiosis I (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki S, Kim J, Sakuno T and Watanabe Y.
  • 雑誌名: Cold Spring Harbor Symp. on Quantitative Chromosome Segregation & Structure 巻: 82 ページ: 811-827
  • DOI: 10.1101/sqb.2017.82.033811
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meikin-associated polo-like kinase specifies Bub1 distribution in meiosis I (2017)
  • 著者名/発表者名: Seira Miyazaki, Jihye Kim, Yuya Yamagishi, Tadashi Ishiguro, Yuki Okada, Yuji Tanno, Takeshi Sakuno and Yoshinori Watanabe
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 552-567
  • DOI: 10.1111/gtc.12496
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of Schizosaccharomyces pombe meiosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Sakuno T, Watanabe Y and Yamamoto M.
  • 雑誌名: Spring Harbor Protocols 巻: 11 号: 9 ページ: 251-270
  • DOI: 10.1101/pdb.top079855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meikin is a conserved regulator of meiosis-I-specific kinetochore function (2015)
  • 著者名/発表者名: Kim, J., Ishiguro, K., Nambu, A., Akiyoshi, B., Yokobayashi, S., Kagami, A., Ishiguro, T., Pendas, A.M., Takeda, N., Sakakibara, Y., Kitajima, T.S., Tanno, Y., Sakuno, T., and Watanabe, Y.
  • 雑誌名: Nature 巻: 517 号: 7535 ページ: 466-471
  • DOI: 10.1038/nature14097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of Cohesin Recll/SA3 by Casein Kinase 1 Promotes Homologous Recombination by Assembling the Meiotic Chromosome Axis (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakuno, T., and Watanabe, Y.
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 32 号: 2 ページ: 220-230
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.11.033
  • 査読あり
• [学会発表] コヒーシンを介した減数分裂期における染色体の高次構造形成機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 作野剛士
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム
• [学会発表] Cohesin-dependent higher order chromosomal structure is required for meiotic recombination (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakuno
  • 学会等名: SMC meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] コヒーシンを介した減数分裂期における染色体の高次構造形成機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 作野 剛士
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム年会
• [学会発表] Molecular mechanism of cohesin-mediated chromosome axis assembly in meiosis (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakuno and Yoshinori Watanabe
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム
  • 発表場所: 広島大学 (広島県東広島市)
  • 年月日: 2015-08-31
• [学会発表] Molecular mechanism of cohesin-mediated chromosome axis assembly in meiosis (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakuno and Yoshinori Watanabe
  • 学会等名: 分裂酵母国際会議
  • 発表場所: 生田神社会館 (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Phosphorylation of meiotic cohesin by Casein kinase 1 promotes homologous recombination by assembling the chromosome axis structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakuno and Yoshinori Watanabe
  • 学会等名: The 9th International 3R symposium
  • 発表場所: Gotenba, Shizuoka, Japan
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [図書] 細胞工学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 澁谷大輝 作野剛士
  • 総ページ数: 86
  • 出版者: 秀潤社
• [備考] 生殖細胞での遺伝子組換えのメカニズムの一端を解明
  • URL: http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/pressrelease150126.html
• [備考] 生殖細胞の染色体分配様式をつくりだす要のタンパク質を発見
  • URL: http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/pressrelease141225.html
• [備考] CK1は減数分裂に特異的なコヒーシンのリン酸化を介して染色体の軸構造の形成と組換えを制御する
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/9770
• [備考] 東京大学分子細胞生物学研究所プレスリリース
  • URL: http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/pressrelease150126.html