研究課題
本研究は、RAD51及びDMC1の機能差異を明らかにし、減数分裂期組換えの分子機構を解明することを目的とする。本年度は、遺伝学的解析が進められているイネRAD51に着目し、その生化学的解析を行った。とりわけ、C末端にGFPを付加したRAD51-GFPに焦点を当てた。先行研究において、RAD51-GFPは体細胞における相同組換え修復を阻害するが、減数分裂期組換えには影響しないことが報告されている。このことは、RAD51-GFPは相同組換え修復に対して阻害的に働くことを示唆しているが、その分子機構は明らかでない。そこで、イネRAD51-GFPをリコンビナントタンパク質として精製し、その生化学的解析を行った。解析の結果、C末端に結合したGFPはRAD51-単鎖DNA複合体の二重鎖DNAへの結合を阻害するために、相同組換え修復に対して阻害的に働くことが明らかになった。減数分裂期組換えでは、RAD51に加えてDMC1が働いている。RAD51は体細胞の相同組換え修復における中心的酵素であるが、減数分裂期組換えにおいてはDMC1の組換え活性を促進する補助因子としての役割を担う。そこで、イネDMC1とRAD51-GFPの両存在下における相同的対合反応を解析した。解析の結果、RAD51-GFPはDMC1が触媒する相同的対合反応を促進した。以上の解析より、RAD51-GFPはそれ自体の組換え活性を失っているもものの、減数分裂期組換えにおけるDMC1の補助因子としての機能を保持していることを明らかにした。並行して、HeLa細胞を用いたゲノムワイドな局在解析を行い、クロマチン構造上におけるRAD51とDMC1の機能差異に関する重要な知見を得た。
1: 当初の計画以上に進展している
減数分裂期組換えの分子機構を解明するために、本年度はRAD51-GFPを用いた生化学的解析を行った。RAD51-GFPの解析により、減数分裂期組換えにおけるDMC1とRAD51の機能差異に関する重要な知見を得た。さらに、HeLa細胞を用いたRAD51とDMC1の局在解析を行い、クロマチン構造上における両者の機能差異に関する知見を得ている。そのため、研究計画以上に研究が進展したと言える。
再構成クロマチンを用いた試験管内における解析より、RAD51とDMC1のヌクレオームに対する結合性が異なることをこれまでに明らかにしてきた。しかしながら、実際の生体内では、減数分裂期特異的な染色体構造であるシナプトネマ複合体中で減数分裂期組換えが進行する。そのため、今後はシナプトネマの構成因子がRAD51とDMC1の組換え反応に与える影響を明らかにしていく必要がある。
すべて 2014
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件)
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