| 研究課題/領域番号 |
21K06022
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
石井 浩二郎 高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (40360276)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | セントロメア / 減数分裂 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では今年度は特に、新規形成セントロメアの減数分裂における定着を促進する因子の同定を推進した。そもそもセントロメアは、進化において頻繁に染色体上の再配置を起こす性質を示す。しかし、染色体上の異なる位置にネオセントロメアと呼ばれる新規形成セントロメアが出現した場合、そのネオセントロメアをもつ生物は従来の位置にセントロメアをもつ生物との間のヘテロな減数分裂を避けられない。進化でセントロメア再配置が検出されることは、このヘテロな減数分裂で生じる致死的な二動原体染色体においてネオセントロメアが安定性を獲得し、次世代に効率よく継承されることを意味する。このような二動原体染色体におけるセントロメア競合の実体や詳細は全く理解されていない。本研究では分裂酵母を用いてセントロメア競合を人工的に再構築し、その実体と分子メカニズムの解明を進めている。昨年度までに確立された、蛍光顕微鏡の自動画像取得システムを利用した分裂酵母のセントロメア競合アッセイに基づき、今年度は個別のネオセントロメアがそれぞれ他のネオセントロメアや従来のセントロメアとの間で特異的に示す競合の欠損表現型の解析を進めた。その結果、ネオセントロメアは基本的に従来のセントロメアと同等の定着能を有することを見出した。しかし、第一染色体に形成されたひとつのセントロメアは、従来のセントロメアや他のネオセントロメアに対して競合欠損の表現型を示すことが判明した。従来セントロメアもネオセントロメアもヘテロクロマチンの隣接を伴うかたちで形成されており、このような表現型におけるヘテロクロマチンの寄与を、ヘテロクロマチン変異導入を利用して解析した。その結果、競合欠損の表現型はヘテロクロマチンの隣接の程度に決まる可能性が示唆された。それを受けて、ヘテロクロマチン変異の特異性の検討を進めている。
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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
２つの異所的な栄養要求性マーカー遺伝子の発現を組み合わせた遺伝的アッセイと蛍光顕微鏡画像自動取得システムを活用した定量的なセントロメア競合アッセイに基づき、当初の計画通り、複数のネオセントロメアについて、ネオセントロメア同士もしくはネオセントロメアと従来セントロメアの競合実験を推進した。さらには同じアッセイにクロマチン構造変異を組み合わせて、セントロメア定着を制御する因子の解析にも成功している。これらの理由により、研究はおおむね順調に進展していると結論づけた。
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| 今後の研究の推進方策 |
セントロメア定着を促進する因子として今年度の研究で見出された隣接ヘテロクロマチン構造について、その作用機序の特定を進める。まずはヘテロクロマチン変異の種類を詳細に検討し、局所的な効果とグローバルな効果を判別する。蛍光顕微鏡を用いた蛍光観察を発展させて、細胞核内の局在の検討も進める。その上で、それが二動原体染色体におけるセントロメアの定着につながる分子メカニズムの解明につなげる予定である。従って、当初の計画における「セントロメア定着の促進因子の同定」と「セントロメア定着の分子メカニズムの解明」を並行して進める計画である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
昨年度時点では、個々のネオセントロメアはそれぞれが固有の定着能を示し、その競合における多重解析の推進に多数の蛍光顕微鏡自動画像取得システム用消耗品が必要になると見込んでいたが、実際にはネオセントロメアは１例を除く全てが従来型セントロメアと同等の均一な定着能を示し、その後の解析規模は収斂したため、見込んでいたほどの大規模解析の消耗品は必要にならなかった。一方で次年度は、ヘテロクロマチンの関与が今年度見出されたことに基づいて新たに計画した蛍光顕微鏡による実験解析を予定しており、次年度使用額はその実施に充当する計画である。
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