Dynamics of RNA-protein complex in homologous chromosome pairing

同源染色体配对中RNA-蛋白质复合物的动力学

基本信息

批准号：
19K06503
负责人：
丁大橋
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute of Information and Communications Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

相同染色体の対合は親世代から承け継いだ相同染色体が互いを見つけて接着する過程で、正常な対合が相同組換えに不可欠である。相同染色体の相互認識と対合の分子機構を解明するのが本研究課題の究極な目的である。これまでの研究で、染色体上に滞留するlncRNAが相同染色体の相互認識の鍵であることが示唆された。lncRNAを染色体に引き留めるには、Smpタンパク質と呼ばれる複数な転写終結因子が必要である。lncRNAとSmpタンパク質が液液相分離によってドロップレットを形成する。異種類のlncRNAを持つドロップレットが互いに融合できず、同種類のlncRNAを持つドロップレットのみ互いに融合し結果として染色体の対合を促進することから、RNAが対合の特異性を決めることが示唆された。RNA配列とタンパク質の種類によって、どのようにドロップレットの性質が変わるかを解析するために、試験管内にドロップレットを再構成することを試みた。その結果、Smpタンパク質のうち、Seb1タンパク質単独でも相分離し、試験管内にドロップレットを形成できることが分かった。Seb1タンパク質にRNAを10ｎM程度加えると、Seb1ドロップレットの形成が大きく促進されて、しかもRNAがドロップレットに濃縮される。Seb1-RNAドロップレットをFARP (光褪色後蛍光回復法)で解析すると、異なるRNA種類を含むドロップレットが異なるFRAPプロファイルを示すことから、RNAの種類によってドロップレットの物理化学性質を決定されることが分かった。さらに、同じRNAを含むドロップレット同士がお互い融合しやすい傾向を示すことから、相同染色体相互認識のメカニズムが転写されるRNAとSeb1などSmpタンパク質から作られる染色体上のドロップレットが大きいな役割を果たすことがほぼ確実になった。現在発表論文を執筆中。

这对同源染色体对于从父代遗传的同源染色体的过程中，对于同源重组来说是必不可少的。这项研究任务的最终目的是阐明对局部染色体和一对的相互识别。在过去的研究中，它表明lncRNA留在染色体上，是同时意识到homono染色体的关键。为了将lncRNA置于染色体中，需要一个称为SMP蛋白的多个转录终止因子。 LNCRNA和SMP蛋白通过分离液相形成液滴。提示RNA决定了特殊性，因为无法将不同类型的LNCRNA的液滴互相融合，因此只有与相同类型的lncrna融合在一起的滴剂，因此促进了染色体对。为了分析液滴特性如何根据RNA阵列和蛋白质的类型变化，我们试图重建测试管中的液滴。结果，发现单独的SEB1蛋白可以在SMP蛋白中分离，并且可以在试管中形成液滴。当将RNA添加到SEB1蛋白中时，大约10 nm时，SEB1液滴的形成被大力促进，RNA集中在液滴上。当Seb1-RNA液滴使用FARP（浅色荧光恢复方法）分析时，含有不同RNA类型的滴剂表示不同的FRAP轮廓，因此RNA的类型确定了我了解的液滴的物理化学。此外，由于滴的趋势使包含相同的RNA彼此融合，因此转录局部染色体互识别的机制，并且由SMP蛋白（例如RNA和SEB1）制成的染色体液滴起着很大的作用几乎可以肯定。目前正在撰写出版论文。