2003 Fiscal Year Annual Research Report
複製フォーク阻害によって誘導される組み換え反応と遺伝子増幅
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13141205
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| Research Institution | Okazaki National Research Institutes |
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Principal Investigator |
堀内 嵩 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (60108644)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠原 彰 大阪大学, 細胞工学研究センター, 教授 (00252578)
定塚 勝樹 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (40291893)
小林 武彦 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (40270475)
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| Keywords | 繰り返し遺伝子 / 遺伝子の増減 / リボゾームRNA遺伝子 / 複製フォーク阻害部位(RFB) / Fob1タンパク質 / CHIPアッセイ / フットプリントアッセイ / 原子間力顕微鏡 |
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| Research Abstract |
ほとんどの真核生物のリボゾームRNA遺伝子(以下rDNAと呼ぶ)は、多数の同一なコピーからなり、染色体上の特異的な一(又は数)カ所に集中して存在する。出芽酵母では、その約150コピーが第12番染色体上の一カ所に繰り返し遺伝子として存在する。我々はこれまで、この典型的な繰り返し遺伝子のコピー数の増減の分子機構を明らかにしてきた。その結果、その増減にはシスとトランスの因子が必須であり、前者はrDNAユニット内にある複製フォーク進行阻害部位(RFBと呼ぶ)であり、後者はその部位でのフォーク阻害に必至なタンパク質(Fob1)であることを見いだした。これから、コピー数の増減は、RFBで阻害された複製フォークのどちらかの姉妹染色体の切断が引き金となり、その末端が相同配列内に潜り込む時に起こるrDNAユニット間でのズレが増減の原因であるとのモデルを提出した。
しかしながら、このモデルはFob1タンパク質がRFBに結合する可能性を強く示唆しているが、これまでその証拠は出されていなかった。そこで、CHIPアッセイ、ゲルシフトアッセイ、DNaseIフットプリントアッセイにより両者の相互作用を解析したところ、Fob1タンパク質はRFBに確かに結合すること、しかもRFB内の相同性のない3カ所の配列に結合すること、その結合部位でフォーク阻害が起こること等を明らかにし、これと原子間力顕微鏡の観察とを合わせてFob1タンパクにRFB部分のDNAが巻き付くモデルを提出した。
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[Publications] Takeuchi, Y., Horiuchi, T., Kobayashi, T.: "Transcription-dependent recombination and the role of fork collision in yeast rDNA."Genes & Development. 17. 1497-1506 (2003)
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[Publications] Higuchi, K., Katayama, T., Iwai, S., Hidaka, M., Horiuchi, T., Maki, H.: "Fate of DNA replication fork encountering a single DNA lesion during oriC plasmid DNA replication in vitro."Genes to Cells. 8. 437-449 (2003)
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[Publications] Kobayashi, T.: "The replication fork barrier site forms a unique structure with Fob1p and inhibits the replication fork."Mol Cell Biol. 23. 9178-9188 (2003)
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[Publications] Serizawa, N., Horiuchi, T., Kobayashi, T.: "Transcription-mediated hyper-recombination in HOT1"Genes to Cells. 9(In press). (2004)
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[Publications] Kobayashi, T., Horiuchi, T., Vu, L., Tongaonka, P., Nomura, M.: "Saccharomyces cerevisiae SIR2 decreases unequal sister-chromatid recombination in rDNA repeats without significant effects on recombinational events within individual rRNA genes."Cell. (In press). (2004)
