二重鎖切断の修復法選択と減数分裂期の二重鎖切断導入機構の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12780524
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 古瀬 宗則 理化学研究所, 遺伝生化学研究室, 基礎科学特別研究員 (50321807)
• Keywords: 減数分裂期組換え / 組換えホットスポット / 二重鎖切断導入 / クロマチン構造変化

Research Abstract

減数分裂期の組換えは10種類以上の遺伝子の関与する複雑に制御された二重鎖切断によって開始される。切断部位の近傍では、切断に先行しクロマチンの局所的な構造変化が観察される。その主因の1つがMre11であり、C端部分を欠損する事により、この構造変化は観察されなくなる。この部分は生化学的にはDNA結合活性を担っているが、単純に減数分裂の時にホットスポットに結合しにくいために二重鎖切断導入ができなくなるのではない。
今回の実験結果より、MNaseによる感受性の増大で見られるクロマチンの構造変化が観察されなくなる遺伝子群にはMRE2、MRE11、REC102、REC104、REC114、SPO11が属する事がわかった。これらの遺伝子はMre11と共に前二重鎖切断複合体を形成する核となるものと、それらを減数分裂期に活性化する調節因子の可能性が考えられる。一方で、MEI4、REC107とSAE2の欠損株では感受性の増大は観察され、これらは、最終的な二重鎖切断導入複合体に含まれる可能性は残されるが、構造変化の主因ではないらしい。以上の結果から、減数分裂期のMNase上昇で見られる構造変化はヌクレアーゼであるSpo11を呼び込むためにゆるむと言うよりは、減数分裂のためのDNA複製とリンクして、減数分裂期特異的なSPO11をはじめとした多数の因子とMre11とが複合体を形成する過程で観察され、完全に揃って初めて二重鎖切断が導入される可能性が示唆された。今後、データの蓄積と変異体の切断前複合体の解析により、二重鎖切断導入の機構の手がかりを得ていきたいと考えている。