分裂酵母の減数分裂期染色体分配における染体ダイナミクスとその制御機構の解明

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16570169
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: 山本 歩 独立行政法人情報通信研究機構, 基礎先端部門生物情報グループ, 主任研究員 (70359082)
• Keywords: 細胞生物学 / 分子生物学 / 減数分裂 / 分裂酵母 / 染色体分配 / スピンドルチェックポイント / スピンドル / セントロメア

Research Abstract

減数分裂における染色体分配機構の解明を目的とし、分裂酵母の野生株においてスピンドルと染色体をGFPを用いて可視化し、それらの減数分裂期の動態を生細胞内で解析した。減数第一および第二分裂ではスピンドル形成とともにセントロメアがスピンドルに結合し染色体に両極方向に力が働くこと、そしてanaphaseではセントロメアがスピンドル極へ移動するanaphase Aが起きてからスピンドル極が離れるanaphase Bが起こることが判明した。また第一分裂ではanaphase Aの開始時に姉妹染色分体の腕部のみが解離して相同染色体の分離が起きること、第二分裂では従来考えられていたのとは異なり、セントロメアだけでなくセントロメア近傍の領域でも姉妹染色分体の結合が維持されることが明らかとなった。次にこれらの動態を指標としてスピンドルチェックポイント因子Mad2とBud1の減数分裂における働きを解析した。相同染色体間のキアズマを形成できないrec12組み換え欠損変異株では第一分裂において、また第二分裂で姉妹染色分体の結合を維持できないrec8およびclr4変異株では第二分裂において、染色体とスピンドルの結合が異常となりMad2とBub1依存的にanaphaseの開始が遅延していた。このことから第一、第二減数分裂において分配される染色体間の結合がないと染色体とスピンドルの結合に異常となり、Mad2とBub1によってanaphaseの開始が遅延することが明らかとなった。またMad2あるいはBub1の欠失のみでも第一分裂で染色体とスピンドルの結合が異常となること、またBub1欠失では第二分裂の姉妹染色分体の結合維持にも欠損があることから、Mad2とBub1がanaphase開始制御以外に第一分裂における染色体とスピンドルの結合に関与すること、Bub1は第二分裂での姉妹染色分体の結合維持に関わることが明らかとなった。さらに第一分裂で遅延が引き起こされるとその後の減数分裂の進行時間が短縮することから、第一分裂とそれ以降の減数分裂の進行制御になんらかのリンクが存在することが明らかとなった。