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2022 年度 実績報告書

退化した性染色体に残された機能は性の消滅危機から生物を救うのか?

計画研究

研究領域性染色体サイクル:性染色体の入れ替わりを基軸として解明する性の消滅回避機構
研究課題/領域番号 22H05072
研究機関東京都立大学

研究代表者

阿部 拓也  東京都立大学, 理学研究科, 助教 (50779999)

研究期間 (年度) 2022-05-20 – 2025-03-31
キーワードニワトリW染色体 / ヒトY染色体 / DT40細胞
研究実績の概要

我々の研究グループは培養細胞における性染色体の機能に着目し、ヒトTK6細胞、ニワトリDT40細胞においてそれぞれ性染色体を欠損させた細胞を作製し、表現型解析を行った。
これまでにTK6細胞 Y染色体欠損細胞においては顕著な表現型を見いだせていないが、DT40細胞 W染色体欠損細胞の解析で進展があった。DT40 W染色体欠損細胞では顕著な増殖能の低下が観察されるが、その原因遺伝子および染色体領域を確かめるために、染色体欠失細胞を作製した。その結果、8種類作製した染色体欠失細胞の1つにおいて、大きな増殖能の低下が見られたことから、原因遺伝子を5個程度に絞り込むことができた。またそれぞれの染色体欠失細胞のゲノム解析を行ったところ、W染色体のリファレンスゲノムからは考えられない欠失パターンが見られた。ニワトリW染色体には高度なリピート配列が存在し、未だに全長配列が決定されていないことから、現在のW染色体のリファレンスゲノムのコンティグ配置には間違いが存在すると考えられる。今回W染色体欠失細胞のシーケンスを行ったことによって、副次的にではあるが、正しいコンティグ配置を提示することができると考えている。

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

ヒトTK6細胞とニワトリDT40細胞において、性染色体欠損細胞の表現型解析を行ってきた。残念ながら、TK6細胞 Y染色体欠損細胞ではRNA-seq解析やメタボローム解析においても顕著な影響を見出すことができず、これまでに体細胞におけるY染色体の存在意義を見出すことはできていないが、DT40細胞 W染色体欠損細胞では増殖能の低下の原因となる染色体領域を絞り込めている。さらに染色体領域の絞り込みのための染色体欠失法の開発やW染色体の配列決定など、当初は予定になかった技術開発や発見があった。これらのことから研究はおおむね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

ニワトリW染色体欠損細胞の表現型解析を進め、何が増殖能の低下の原因となっているかを明らかにする。具体的には、これまで転写や細胞内代謝に大きな影響がないことを確認していることから、今後DNA複製、DNA修復、DNA組換え、染色体分配において、異常が見られるかどうか確認する。またこれまで5個程度に絞り込んだW染色体上の遺伝子の中でどれがその表現型の原因となっているのかを突き止める。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] PCNA recruits cohesin loader Scc2 to ensure sister chromatid cohesion2023

    • 著者名/発表者名
      Psakhye Ivan、Kawasumi Ryotaro、Abe Takuya、Hirota Kouji、Branzei Dana
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 30 ページ: 1286~1294

    • DOI

      10.1038/s41594-023-01064-x

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The proofreading exonuclease of leading-strand DNA polymerase epsilon prevents replication fork collapse at broken template strands2023

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Tasnim、Kawasumi Ryotaro、Taniguchi Tomoya、Abe Takuya、Terada Kazuhiro、Tsuda Masataka、Shimizu Naoto、Tsurimoto Toshiki、Takeda Shunichi、Hirota Kouji
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 ページ: 12288~12302

    • DOI

      10.1093/nar/gkad999

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] DNA損傷と染色体異数化2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 拓也, 川澄 遼太郎, 廣田 耕志
    • 雑誌名

      放射線生物研究会機関誌

      巻: 58 ページ: 110~127

    • 査読あり
  • [学会発表] 染色体断片化によるニワトリW 染色体の機能領域の探索2024

    • 著者名/発表者名
      双城美紅、阿部拓也
    • 学会等名
      学術変革B「性染色体サイクル」第2回領域会議
  • [学会発表] 機械学習を用いた染色体解析法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      阿部拓也
    • 学会等名
      第10回DNA損傷応答ワークショップ
  • [学会発表] Detection Model of Sister Chromatid Cohesion Defects Based on Vision Transformer2023

    • 著者名/発表者名
      Shinya Matsumoto, Kan Okubo, Takuya Abe and Kiyoshi Nishikawa
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Mask R-CNNとVision Transformerを用いた姉妹染色分体交換の自動検出2023

    • 著者名/発表者名
      寺岡瑞生、西川清史、大久保寛、阿部拓也
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Vision Transformerを用いた姉妹染色分体間接着異常の検出2023

    • 著者名/発表者名
      松本真弥、西川清史、大久保 寛、阿部 拓也
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 機械学習を用いた染色体断裂の自動解析法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      山田智生、阿部拓也、大久保寛、西川清史
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Measurement of the rate of mini-chromosome loss induced by a DSB2023

    • 著者名/発表者名
      松野晟弥、石田諒、Rika Rifana Sari、廣田耕志、阿部拓也
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] The establishment of assay to evaluate the frequency of aneuploidy2023

    • 著者名/発表者名
      石田諒、廣田耕志、阿部拓也
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会

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公開日: 2024-12-25  

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