分裂期染色体とその構築因子の力学感受メカニズム

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03201
• 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43040:生物物理学関連
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 島本 勇太 国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 准教授 (80409656)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 染色体 / 紡錘体 / 細胞分裂 / 力学特性

研究成果の概要

分裂期染色体に対して制御された力学摂動を付与可能な顕微鏡システムを構築し、紡錘体極から微小管を通して与えた染色体の過剰な牽引による姉妹染色分体間の接着安定性の変化とDNA結合因子であるトポイソメラーゼIIの関与を明らかにした。特に、染色体の運動速度の増加に伴う姉妹染色分体間の解離率の線形的な上昇、速度超過に伴う解離率の抑制と染色体腕の損傷などを明らかにした。さらにこの性質を単一染色体レベル、一分子レベルで解析するための新規実験系の開発を進めた。

自由記述の分野

生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝情報を格納する染色体の力学応答特性を高分解能で測ることのできる顕微鏡システムを開発し、細胞分裂期に染色体が示す機械感受性と背後の分子メカニズムを明らかにした。この機械感受性の消失は染色体の異数化やDNA損傷の原因となる可能性があり、がんなどの関連疾病のメカニズム解明に貢献する重要な生物物理学的知見となることが期待される。