酵母染色体組換えにおける染色体機能装置の連携

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11239208
• 研究機関: 特殊法人理化学研究所
• 研究代表者: 太田 邦史 理化学研究所, 染色体動態制御研究ユニット, 副主任研究員 (90211789)
• 研究分担者: 梅津 桂子 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (20223612) ; 廣田 耕志 理化学研究所, 染色体動態制御研究ユニット, 協力研究員 (00342840) ; 山田 貴富 理化学研究所, 遺伝生化学研究室, 協力研究員
• キーワード: 組換え / ホットスポット / 減数分裂 / 染色体 / ヒストンアセチル化 / SPO11 / Bloom症候群 / DNAチップ

研究概要

1.分裂酵母の減数分裂期組換えホットスポットM26におけるクロマチン再編成・DNA切断に関わるヒストンアセチル化酵素Gcn5が、局所的な組換え活性化に関与することを示した。また、M26ホットスポット周辺のクロマチン構造にRad50およびRad32(Mre11)が作用する証拠を得た。さらに、天然に存在するM26配列におけるクロマチン再編成を確認した。
2.Mre11依存的な転写活性化機構が、Rad50やSpo11に依存しないことをDNAチップやレポーター遺伝子を用いて明らかにした。また、白髭班と共同で、Mre11抗体とDNAチップを用いた網羅的クロマチン免疫沈降法を行い、DNA二本鎖切断に先行した切断部位へのMre11の集積を見出した。さらに、出芽酵母ゲノムの発現プロファイル解析から、GC含量・遺伝子長と発現強度の関係を明らかにした。
3.Ga14-Spo11融合タンパク質の細胞内導入により、任意のGa14結合部位で減数分裂期DNA二本鎖切断・クロマチン構造転換・組換え活性化の誘導に成功した。
4.出芽酵母二倍体細胞におけるヘテロ接合性喪失を引き起こす遺伝的変化の解析を通じ、染色体異常の発生や制御に関わる因子を特定した。その結果。組換えが使えない場合DNA障害の一部は変異誘発型経路で修復されること、Bloom症候群原因遺伝子ホモログのSgs1やミスマッチ認識因子Msh2の欠損が、転座や組換えに起因した染色体の喪失が誘引すること、DNA複製の開始制御の異常によって生じる染色体異常がRAD9依存性のチェックポイント機構で抑制されること等を解明し、組換えによって複数の段階でゲノム恒常性が維持されることを示した。

研究成果

• [文献書誌] Pecina A et al.: "Target stimulation of meiotic recombination"Cell. 111. 173-184 (2002)
• [文献書誌] Farah JA et al.: "A 160-bp palindrome is a Rad50.Rad32-dependent mitotic recombination hotspot in Schizosaccharomyces pombe"Genetics. 161. 461-468 (2002)
• [文献書誌] Watanabe K et al.: "Involvement of RAD9-dependent damage checkpoint control in arrest of cell cycle, induction of cell death, and chromosome instability caused by defects in the origin recognition complex in Saccharomyces cerevisiae"Eukaryotic Cell. 1. 200-212 (2002)
• [文献書誌] Umezu K: "Structural analysis of aberrant chromosomes that occur spontaneously in diploid Saccharomyces cerevisiae : Retrotransposon Ty1 plays a crucial role in chromosomal rearrangements"Genetics. 160. 97-110 (2002)
• [文献書誌] Ajima J et al.: "Elevated incidence of loss of heterozygosity (LOH) in an sgs1 mutant of Saccharomyces cerevisiae : Roles of yeast RecQ helicase in suppression of aneuploidy, interchromosomal rearrangement, and the simultaneous incidence of both events during mitotic growth"Mutation Research. 504. 157-172 (2002)
• [文献書誌] Yoshida J: "Positive and negative involvement of homologous recombination in chromosome maintenance of diploid Saccharomyces cerevisiae"Genetics. (in press). (2003)