減数分裂期組換えの分子機構

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02044097
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小川 英行 大阪大学, 理学部, 教授 (70028207)
• 研究分担者: KLECKNER Nan ハーバード大学, 生化学分子生物学部, 教授 ; 小川 智子 大阪大学, 理学部, 講師 (80028208)
• キーワード: 減数分裂期組換え欠損変異株、 / rad50変異株、 / MRE変異株、 / RNA結合蛋白質の共通配列、 / プロティンキナ-ゼの共通配列、 / Rad50とMrellの共通上流塩基配列、

研究概要

遺伝的組換えは生物進化の原動力となってきたばかりではなく、DNA障害の修復、形質発現調節、染色体分配制御等に関与する必須の基本的な機能である。そのなかでも中心的な減数分裂期の組換えは、その頻度が有糸分裂期の約1,000倍に上昇し、シナプトネマ複合体や組換え節等の構造体形成が関与する。我々は、この構造体形成を分子遺伝学的な手法で解析するために、形成に関与する遺伝子変異の分離を行なうと共に、本共同研究により解析に新手法の導入を行なった。まず、酵母S.cerevisiaeを用い組換えが、有糸分裂期では起こり減数分裂期では起こらない変異株を多数分離した。これらの変異株は、シナプトネマ複合体や組換え節等の形成に関与している可能性が高い。既存の変異株との相補性テストを行ない、新しい5つの遺伝子を発見し夫々MRE1ーMRE4,MRE11と命名した。これらの遺伝子の欠損株は全て、減数分裂前DNA合成は正常に起こり、胞子形成も行うがそれらの胞子は生物活性をもたなかった。またmrellはメチルメタンスルホン酸に由るDNA障害に対して感受性であった。夫々の遺伝子のクロ-ニングに成功し遺伝子の構造の解析を行った結果、以下の特長が明らかになった。MRE2はRNA結合蛋白質が共通にもつ配列、K/RGFG/AFI/VXF/Yをもっていた。また、MRE4はプロティンキナ-ゼの共通配列をもつことがわかった。MRE11はその機能性質がRAD50遺伝子の機能と非常に良くにているが、両遺伝子の上流領域の2箇所に共通の塩基配列があり、同じ発現制御を受けている可能性が示唆された。MRE1とMRE3についても遺伝子の上流領域に17塩基にわたる共通の配列があった。現在新手法を導入しての、これらの遺伝子の作る蛋白質の局在場所の電子顕微鏡による解析と組換え開始反応の検出の研究が行われている。

研究成果

• [文献書誌] Alani,E.,Padmore,R.,and Kleckner,N.: "Analysis of wildーtype and rad50 mutants of yeast suggests an intimate relationship between meiotic chromosome synapsis and recombination" Cell. 61. 419-436 (1990)
• [文献書誌] Cao,L.,Alani,E.,and kleckner,N.: "A Pathway for generation and Processing of doubleーstrand breaks during meiotic recombination in S.cerevisiae" Cell. 61. 1089-1101 (1990)
• [文献書誌] Campbell,J.L.,and kleckner,N.: "E.coli oriC and the dnaA gene promoter are sequestered from dam methyltransferase following the passage of the chromosomal replication fork" Cell. 62. 967-979 (1990)
• [文献書誌] A.Higashitani,S.TAbata,T.Ogawa,H.Ogawa,M.Shibata and Y.Hotta: "ATPーindependent strand transfer protein from murine spermatocytes,spermatids,and spermatozoa" Exp.Cell Res.186. 317-323 (1990)
• [文献書誌] M.Kojima,M.Suzki,T.Morita,T.Ogawa,H.Ogawa and M.Tada: "Interaction of RecA protein with pBR322 DNA modified by Nーhydroxyー2ーacetylaminofluorene and 4ーhydroxyaminoquinoline" Nucleic Acids Res.18. 2707-2714 (1990)
• [文献書誌] H.Ogawa and T.Ogawa: "Regulation in repressor inactivation by RecA protein" Adv.Biphysi.26. 33-49 (1990)