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コンデンシンIとIIは、高等真核細胞において染色体凝縮の過程に必要不可欠なタンパク質複合体である。これら2つの複合体は構造的には互いによく似た複合体であるが、姉妹染色分体上での分布とその構築における役割は大きく異なり、コンデンシンIは間期で細胞質に局在し、核膜崩壊以降の染色体凝縮に関与する。一方、コンデンシンIIは分裂期が始まる以前から核に局在しており、分裂期の早い時期から染色体凝縮に関与する。そこで本研究では、分裂期以外でのコンデンシンIIの動態に着目して、この複合体がDNA複製と染色体凝縮の連係を担う因子であるという作業仮説を提唱した。本年度は細胞生物学的手法によってこの仮説を検証することを試みた。
HeLa細胞を用いて解析した結果、S期が始まる前には核内のコンデンシンIIはクロマチンと結合していないが、G2期にはクロマチンと結合していることが示された。また、細胞周期を同調した集団において、クロマチンと結合しているコンデンシンIIは、S期の間にDNA複製の進行と相関して増加したが、DNAポリメラーゼの阻害剤であるアフィディコリンを加えることにより、その増加は抑制された。これらの結果は、コンデンシンIIのクロマチンヘの結合がDNA複製の進行と共役していることを示唆する。この成果は、コンデンシンIIによる染色体凝縮は、分裂期に先立って、複製中あるいは複製直後から既に開始している可能性を示した点で重要性が高い。
さらに平行して、X染色体をモデル系としたDNA複製とコンデンシン動態の解析を実施した。その結果、複製タイミングが互いに異なるヒト細胞の活性Xと不活性X染色体の間で、2つのコンデンシンの分布に違いを見いだすことはできなかった。このことは、染色体全体の複製タイミングの違いとは異なる別のメカニズムによって、2つのコンデンシンの中期染色体上の局在が決まっている可能性を示した点で意義があると思われた。
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