| 研究課題/領域番号 |
15H04630
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| 研究機関 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
田中 克典 関西学院大学, 理工学部, 教授 (60273926)
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| 研究分担者 |
上野 勝 広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (90293597)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 染色体 / テロメア / セントロメア / ヘテロクロマチン / SUMO / 分裂酵母 / タンパク質翻訳後修飾 |
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| 研究実績の概要 |
真核生物のゲノムDNAの大半はタンパク質をコードしていない非コードDNA領域で占められている。特に、テロメア、セントロメア及びヘテロクロマチンの各領域は、染色体の安定な維持・分配に極めて重要な役割を果たす。申請者はこれまでに、SUMOユビキチン様タンパク質翻訳後修飾因子が、これら非コードDNA領域の機能制御に深く関わることを明らかにしてきた。
本研究計画では、SUMOによるタンパク質修飾が非コードDNA領域の機能をどのように制御するのかを分子レベルで解明することを最終目的とする。分裂酵母をモデル系として、SUMO化修飾による機能制御の全体像が見えつつあるテロメア領域を中心に研究を実施する。並行して、セントロメアとヘテロクロマチン領域に関しても解明を試みる。本研究により、SUMO化による非コードDNA領域の制御に関して一貫した研究基盤の確立を目指す。
本研究では、SUMOによるタンパク質修飾が非コードDNA領域であるテロメア、セントロメア及びヘテロクロマチンの各領域の機能をどのように制御するのかを分子レベルで解明することを試みた。その結果、テロメア長制御に関しては、SUMO化修飾を受けたTpz1タンパク質とStn1タンパク質の相互作用に必要なStn1タンパク質上のSIM(SUMO-Interacting Motif)配列の絞り込みに成功した。また、同定したSIM配列が、機能的にもSUMO化修飾によるテロメア長制御に重要なであることが強く示唆された。
一方、SUMO化E3リガーゼであるPli1及びNse2がテロメア領域に加えて、セントロメア及びヘテロクロマチン領域にも局在することを見出した。そこで、Pli1と相互作用するテロメア関連因子を検索し、テロメア結合因子Rif1を同定した。さらに、Pli1とRif1の相互作用に必要な領域はそれぞれのC末端側領域であることを見い出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
・SUMO化修飾を受けたTpz1タンパク質とStn1タンパク質の相互作用に必要なStn1タンパク質上のSIM(SUMO-Interacting Motif)配列の絞り込みに成功した。そこで、Stn1のSIM変異がテロメア長制御に与える影響を調べた結果、SIM変異体においてSUMO破壊株やTpz1のSUMO化消失変異体と同程度のテロメア伸長が見られた。よって、同定したSIM配列が、機能的にもSUMO化修飾によるテロメア長制御に重要であることが強く示唆された。
・SUMO化修飾経路のE3リガーゼであるPli1及びNse2がテロメア領域に加えて、セントロメア及びヘテロクロマチン領域にも局在することを見出した。そこで、Pli1がこれら非コードDNA領域に局在する機構を明らかにするために、Pli1と相互作用するテロメア関連因子を検索し、テロメア結合因子Rif1を同定した。さらに、Pli1とRif1の相互作用に必要な領域はそれぞれのC末端側領域であることを見いだしている。
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| 今後の研究の推進方策 |
・SUMO化修飾の中心的E3 リガーゼであるPli1とRif1と相互作用の生物学的意義を解明する。
・SUMO化修飾による非コードDNA領域の制御機構の解明を目指して、SUMO化修飾のE3リガーゼであるPli1とNse2の非コードDNA領域への局在の機構を解明する。
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