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本研究計画では、SUMOによるタンパク質修飾がテロメア、セントロメア、およびヘテロクロマチン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を確立を目指す。
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、およ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。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なであることが強く示唆された。
また、セントロメア機能に関与するSUMO化基質タンパク質の同定には未だ至ってないが、SUMO化修飾経路のE3リガーゼであるPli1およびNse2がテロメア領域に加えて、セントロメアおよびヘテロクロマチン領域にも局在することを見出している。さらに今回、セントロメア機能に関与するSUMO化修飾が細胞周期のG1/S期近傍で生じ、その修飾には主としてPli1のE3リガーゼ機能が関与することを見出した。
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