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減数分裂期には、ホットスポットと呼ばれる特定の染色体領域において細胞が自ら染色体DNAを切断し（DNA double-strand break; DSB)、それにより相同組換えが起こる。この組換えは他のDNA関連現象と同様に、真核生物の染色体DNAがヒストンなどとともに形成する3次元（高次）構造により制御される。減数分裂期染色体は特殊な「軸・ループ構造」を形成するが、軸・ループ構造の形成機構や組換え反応の詳細には不明の点が多い。本研究では分裂酵母を用いて、まず軸・ループ構造の構成要素とその染色体結合様式を明らかにする。また、申請者は染色体高次構造の制御への関与が指摘されているヒストンH2A.Z、ヒストンメチル化酵素Set1、Set1相互作用因子Spp1が、減数分裂期組換え開始を促進する証拠を得ているので、これらの組換えにおける役割を明らかにする。
最終年度は前年度までに得たSpp1についての結果をもとにこの因子の解析を中心に行った。特にDSB形成に異常を示すSpp1変異体について、その異常の原因を探った。この変異体では、相同組換えの一形態である遺伝子変換の効率がDSBと同様に低下していたが、異なる組換え産物の交差型組換えの形成率は野生株と同等であった。一方で、DSB形成に関わる因子の染色体結合を比較しているが、現時点では変異株で異常を示す因子は得られていない。以上から、Spp1の変異体は未知の機構でDSB形成と遺伝子変換に影響を与えていると考えている。
研究期間全体を通しては、各種DSB形成因子の染色体結合の様式、ヒストンH2A.Zによる組換え産物の選択的制御、Set1とSpp1によるDSB促進機構についての示唆が得られた。取り上げた因子の多くは種を超えて保存されているが、最近の他生物での知見とあわせると、それぞれの役割は種間で異なるケースが多いと考えられる。
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