| 研究課題/領域番号 |
19K22402
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
篠原 美紀 近畿大学, 農学部, 教授 (80335687)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| キーワード | 人工染色体 / 減数分裂期 / 組換え |
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| 研究実績の概要 |
減数分裂期組換えは子孫へ継承するゲノム情報の多様性を創出するとともに、ゲノム情報を半減するための減数第一分裂において染色体の正確な分配を保証する。私たちは減数分裂期の解析が容易であり、真核生物の中でセントロメア、テロメア、複製開始点など染色体の必須要素が明らかになっている出芽酵母で、人工染色体にさまざまな人工DNA配列を付加することによって引き起こされる減数分裂期組換えの挙動の変化について解析を行うことで、細胞内における染色体サイズの認識とそれに応じた交叉型組換え制御機構について明らかにし、次世代に継承可能にするための最小のゲノム要素を明らかにすることを目的として解析を行った。
これまで，pYACをベースに、選択的マーカーの異なる2種類の人工ミニ染色体はを作成しこれらを保持させた酵母2倍体細胞を減数分裂期に導入した後，人工ミニ染色体の保持頻度を解析した。その結果，80％の人工ミニ染色体は減数第一分裂期での不分離を示し，安定に胞子に分配されないことが分かった。欠損が減数第一分裂期にあることから，減数分裂期組換えに欠損がある事が予想された。そこで，人工ミニ染色体上にSpo11による減数分裂期DSBを人工的に導入する系を構築した。方法としては酵母ガラクトース誘導性プロモーター特異的に結合する転写因子Gal4のDNA結合部位をSpo11蛋白質に融合させたGal4BD-Spo11を発現する酵母細胞に，ガラクトース誘導性プロモーター配列を導入した人工ミニ染色体を導入する。ガラクトース誘導性プロモーター配列を遺伝的選択マーカーの近傍に導入した人工ミニ染色体を作製した。また，人工ミニ染色体を顕微鏡化で可視化するシステムを構築している。
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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
これまでの解析から自作の人工ミニ染色体の相同染色体としての減数分裂期過程における挙動を概ね捉えることができ，非常に不安定で染色体としては挙動しないことが分かった。また，その不安定である原因が減数第一分裂期の不分離，つまり減数分裂期組換えの不全にある事を突き止めることができた。またその問題をクリアするための構築つまり，人工的に組換えのホットスポットを人工ミニ染色体上に構築し，あとは詳細に解析するところまで進めることができたことから概ね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの解析から、80％の人工ミニ染色体は減数分裂期を通過して胞子に安定に継承されず、人工ミニ染色体は減数第一分裂期に不分離を示すことが原因であることがわかった。このことを踏まえて、人工的に組換えのホットスポットを人工ミニ染色体上に構築する手段を講じたが，もう一つ，既存の配列では無く，酵母ゲノム上の配列（ゲノム由来のランダムなDNA断片）を人工ミニ染色体上に導入し減数分裂期を安定して通過するために必要なDNA配列のスクリーニングを行う予定である。また，減数分裂期過程での人工ミニ染色体のダイナミクスとそこに集積する蛋白質の動態観察のための系を構築し，どのように染色体として挙動するのか可視化する。
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