姉妹染色分体間接着形成を司るコヒーシン複合体の作動原理研究

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03160
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43010:分子生物学関連
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 村山 泰斗 国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 准教授 (60531663)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 染色体分配 / 姉妹染色分体間接着 / コヒーシン / 複製 / 試験管内再構成

研究成果の概要

細胞分裂における染色体分配の正確性は、コヒーシンによって形成される複製された染色体の接着構造に依拠する。コヒーシンはリング構造のATPase複合体で、リング内にDNAを通すトポロジカルDNA結合を介して姉妹染色分体間接着を形成すると考えられているが、その分子機構は不明な点が多い。本研究は、精製したコヒーシンを用いてDNA結合反応を試験管内再構成し、特に補助因子ローダーによるコヒーシンの活性化機構について解析した。これにより、コヒーシンがDNA上でローダー複合体と高次複合体を形成し、またローダーが持つDNA結合活性を介してコヒーシンのトポロジカルDNA結合を促進するという機構が明らかとなった。

自由記述の分野

分子生物学、生化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝情報の担体である染色体の正確な分配・継承は全ての生物に必須であり、その要となる姉妹染色分体間接着の破綻は、染色体異常疾患や不妊等と密接に関連することが報告されている。本研究は、接着形成の本体であるコヒーシンについて、その機能の中核となるトポロジカルDNA結合反応を生化学的再構成により詳細に解析することで、接着形成初期段階の分子機構の一旦を明らかにした。本研究で得られた知見は、染色体研究分野を中心とした基礎研究の貢献に加え、ゲノム不安定性に由来するヒト疾患や機能不全の分子病態の理解に寄与する。