コヒーシン単分子解析による姉妹染色分体間接着確立機構の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J04283
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 菅家 舞 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: コヒーシン / 姉妹染色分体間接着 / Wapl / Pds5

Outline of Annual Research Achievements

細胞の増殖には、遺伝情報の正確な複製と分配が必要である。細胞は複製された染色体のペア(姉妹染色分体)を物理的に接着することにより、どれが正しいペアであるかを識別している。このように姉妹染色分体間接着は、遺伝情報の正確な伝達に必須の反応である。姉妹染色分体間の接着にはコヒーシン複合体が中心的な役割を果たす。最近の解析から、コヒーシンがDNAに結合するだけでは接着に不十分であり、DNAが複製されるS期の間に接着が「確立」するステップが存在し, 様々なコヒーシン結合因子が関与することが分かっている。しかしながら、接着の確立がどのような分子メカニズムで成されているのか、その詳細は明らかでない。DNA複製に伴う接着確立の分子メカニズムは、DNAの構造変化とコヒーシン単分子の挙動をリアルタイムでモニターすることで初めて明らかにされると考えられる。
コヒーシン単分子の挙動を観察するため、コヒーシン一分子解析系を確立した。この系を用いて、精製したコヒーシンのDNA結合やDNA上での挙動、またコヒーシン結合・修飾因子がコヒーシンの動態に与える影響を一分子レベルで詳細に解析した。その結果、これまで全く知られていなかったコヒーシン一分子の挙動に関して新たな知見が得られ、現在、さらにアフリカツメガエル卵抽出液を用いて、in vivoでの挙動の追跡にも着手しているところである。これらの成果をまとめた論文は現在投稿中である。今回明らかになったコヒーシンの一分子動態は、コヒーシンの細胞内機能を理解する上で、重要な手がかりを提供するものとなると期待している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新たに確立したコヒーシンの一分子観察系を用いて、コヒーシンやコヒーシン関連因子を用いて実験を行い、これまで得られていない新たな知見を得ることができた。それらの結果をまとめた論文も投稿中である。

Strategy for Future Research Activity

これまでに得られた結果について、追試によってさらに確認する。また、論文に必要なデータを揃える。特にアフリカツメガエ卵抽出液を用いた実験で、in vivoでのコヒーシンの挙動をさらに解析する。DNA複製とコヒーシンの挙動の関係を調べる必要があるので、DNA複製をモニターする系を確立する。その系の中で、これまで明らかになっていない、複製の進行とコヒーシンの動きの関係性を調べる。