高等脊椎動物染色体DNAの核内での動態と配置を決める分子機構

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12440212
• 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: 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: 三重鎖 / ポリプリン / ポリピリミジン / FISH法 / セントロメア / 核内配置 / 染色体バンド境界 / DNA複製タイミング

研究概要

遺伝子発現を活発に行っている高等脊椎動物の分裂間期の染色体のDNAは、分裂中期染色体よりも遥かに伸長しているが、高度に組織化された核内配置をとり、細胞周期に伴って配置が変化している。この核内配置は細胞の種類によっても異なっており、その配置自体が複製や遺伝子発現の制御、ならびに転写RNAの輸送やスプライシングの制御に深く係わっている。高等脊椎動物のゲノム上には、数百bpの大型のポリプリン/ポリピリミジン配列が多数散在しており、超らせん状態では、三重鎖のほうが二重鎖よりも生理条件下で安定である試験管系の研究例が複数報告されている。我々は、ヒトとマウスのゲノム上に散在するこれら大型ボリプリン/ポリピリミジン配列が間期核内で三重鎖を形成できる可能性を提唱してきた。昨年度までに、FISH法を用いて、各種細胞の間期核あるいは分裂中期染色体で三重鎖を形成できることを示した。また、一群の三重鎖は間期核内で空間的にセントロメア配列と近接しているとの結果を得た。セントロメアの核内配置や形成機構に興味を持ち、複数のセントロメアタンパク質のノックアウト解析を行った。その結果、新規セントロメアタンパク質であるCENP-IがCENP-Hと協調してCENP-Cのセントロメアの局在に重要であることを示した。さらに複数のセントロメアタンパク質類とGFPやYFPとの融合タンパク質を用いて、生細胞でのセントロメア配列の相対配置の細胞周期に伴う動態を解析した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Watanabe: "Chromosome-wide assessment of replication timing for human chromosomes 11q and 21q : disease-related genes in timing-switch regions"Human Molecular Genetics. 11. 13-21 (2002)
• [文献書誌] T.Fukagawa: "CENP-H, a constitutive centromere component, is required for centromere targeting of CENP-C in vertebrate cells"The EMBO Journal. 20. 4603-4617 (2001)
• [文献書誌] T.Fukagawa: "Creation and characterization of temperature-sensitive CENP-C mutants in vertebrate cells"Nucleic Acids Research. 29. 3796-3803 (2001)
• [文献書誌] A.Okamura: "Gene Structure, chromosomal localization and immunolocalization of chicken centromere proteins CENP-C and ZW10"Gene. 262. 283-290 (2001)
• [文献書誌] T.Shina: "Genomic anatomy of a premier major histocompatibility complex paralogous region On chromosome 1q21-q22"Genome Research. 11. 789-802 (2001)
• [文献書誌] S.Kanaya: "Analysis of codon usage diversity of bacterial genes with a self-organizing map (SOM) : characterization of horizontally transferred genes with emphasis on the E. coli O157 genome"Gene. 276. 89-99 (2001)