減数分裂特有の染色体分配制御機構の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380324
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡辺 嘉典 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (20212326)
• Keywords: 染色体接着因子 / セントロメア / 還元分裂 / Rad21 / Rec8 / 均等分裂

Research Abstract

体細胞分裂では、複製された姉妹染色分体の動原体は、分裂中期に細胞の両極から伸びたスピンドル微小管によって捕らえられ、分裂後期に反対方向に分配される(均等分裂)。一方、減数第一分裂では、姉妹動原体は同じ極からのスピンドル微小管によって捕らえられ、同一方向へ分配される(還元分裂)。この分配様式は、それぞれの時期に働く染色体接着因子コヒーシンRad21およびRec8の分子機能に依存していることが分かっている(体細胞分裂では、コヒーシンRad21が、減数分裂ではその代わりにRec8が機能をする)。しかし、Rec8に欠損をもつ変異株では、減数第一分裂がランダムではなく比較的正確な均等分裂を行う。今年度は、この均等分裂を保証する機構を解析において顕著な実績が得られた。
Rec8破壊株では、Rad21がセントロメア領域に実際に局在し、セントロメアの接着をRec8の代わりに保証していることが明らかになった。Rec8とRad21の両方に変異を導入すると、減数第一分裂の染色体分配がランダムになった。さらに、Rec8破壊株においてRad21を過剰発現すると、十分量のコヒーシンがセントロメアに局在したにもかかわらず、減数第一分裂で姉妹動原体は同一局へ分配される(還元分裂)ことはなかった。このことは、減数分裂で見られる、姉妹動原体の一方向性の捕らわれ方を規定しているのがRec8で、その機能をRad21は代替できないことを意味する。また、Rec8に依存して減数第一分裂において染色体の接着が維持されるが、Rad21はその機能がないことが明確になった(Mol. Cell. Biol.In press)。分裂酵母の動原体構造が高等生物に近いことから、今回の結果の一般性が示唆される。

Research Products

• [Publications] Yokobayashi, S., Yamamoto, M., Watanabe, Y.: "Cohesins determine the attachment manner of kinetochores to spindle microtubules at meiosis I in fission yeast"Mol. Cell. Biol.. (In pess). (2003)
• [Publications] 渡辺嘉典: "減数分裂のS期の役割"蛋白質核酸酵素. 47(1). 45-50 (2002)
• [Publications] 渡辺嘉典: "ヘテロクロマチンと染色体接着因子コヒーシンの機能リンク-分裂酵母による研究を中心に"実験医学. 20(11). 137-142 (2002)
• [Publications] 渡辺嘉典: "減数分裂のマスターレギュレーターRNA結合タンパク質Mei2"蛋白質核酸酵素. 48(4). 398-403 (2003)
• [Publications] 渡辺嘉典: "減数分裂におけるDNA複製と染色体分配のつながり"細胞工学. 22(3). 262-266 (2003)