セントロメア機能における特殊DNA高次構造とCENP-Cの役割

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11143212
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 池村 淑道 国立遺伝学研究所, 集団遺伝研究系, 教授 (50025475)
• 研究分担者: 天前 豊明 国立遺伝学研究所, 集団遺伝研究系, 助手 (70270460) ; 深川 竜郎 国立遺伝学研究所, 集団遺伝研究系, 助手 (60321600)
• キーワード: セントロメア / 染色体工学 / 細胞分裂 / CENP-C / 染色体分配 / 遺伝子ノックアウト / DT-40 / 細胞周期

研究概要

セントロメアは染色体分配に本質的な役割を行うDNA-タンパク質の複合体である。高等脊椎動物のセントロメアの機能を実現している構造の実体については、未知に残された課題が多くある。今年度は進化的に配列が保存されたセントロメアタンパク質であるCENP-Cに注目し、その機能解明を試みた。ニワトリB細胞由来のDT40細胞は、哺乳類細胞に比べて、数十から数百倍の頻度で相同組換えを起こすことが知られている。その特徴を利用しDT40細胞を用いて、CENP-Cの条件ノックアウト株を作製した。またテトラサイクリンのシステムを用いて、CENP-Cの条件的大量発現株も作製した。これらの株の表現型を詳細に解析した結果、CENP-Cは細胞分裂中期から後期の移行に必須であり、染色体凝縮に関与していることが示唆された。また、CENP-Cは機能的セントロメアの形成のために必須であるが、CENP-C単独で容易にセントロメア形成を誘導しないという結果が得られた。さらに、CENP-Cの酵母ホモログであるMif2の温度感受性変異を指標にして、各種変異を導入した変異CENP-CをDT40細胞に導入した。この方法によって、現在まで4種類のCENP-C温度感受性変異細胞株を単離できた。この株の表現型の詳細な解析と、これらの変異を抑圧する遺伝子のスクーリングが進行中である。

研究成果

• [文献書誌] 野上正弘: "Intranuclear arrangement of human chromosome 12 correlates to large-scale replication domains"Chromosoma. (in press). (2000)
• [文献書誌] 椎名崇: "Molecular dynamics of MHC genesis unraveled by sequence analysis of the 1.8 Mb HLA class I region"Proc Natl Acad Sci USA. 96. 13282-13287 (1999)
• [文献書誌] 深川竜郎: "CENP-C is necessary but not sufficient to induce formaiton of a functional centromere"The EMBO Journal. 18. 4196-4209 (1999)
• [文献書誌] Simon I: "Asynchronous replication of imprinted genes is established in the gametes and maintained during development"Nature. 401. 929-932 (1999)
• [文献書誌] 大野みずき: "Non-B DNA structures spatially and sequence-specifically associated with individual centromeres in the human interphase nucleus"Chromosomes Today. 13(in press). (2000)
• [文献書誌] 深川竜郎: "The chicken HPRT gene: a counter selectable marker for the DT40 cell line"Nucleic Acids Research. 27. 1966-1969 (1999)
• [文献書誌] 安藤麻子: "cDNA cloning, Northern hybridization and mapping analysis of a putative GDS (guanine nucleotide dissociation stimulator of G proteins)-related protein gene at the centromeric ends of the human and mouse MHC regions"Immunogenetics. 49. 354-356 (1999)
• [文献書誌] 大野みずき: "間期核の染色体DNA中に存在する三重鎖構造とその機能"蛋白質核酸酵素. 49. 1757-1763 (1999)
• [文献書誌] 金谷重彦: "Distribution of polypurine/polypyrimidine tract sequences in the human MHC region and their possible functions"In: Major Histocompatibility Complex, Springer-Verlag Berlin/Heidelberg/New York/Tokyo. 15 (2000)