染色体構造中での減数分裂期相同組換えの開始機構

染色体结构中减数分裂同源重组的启动机制

基本信息

批准号：
18K06353
负责人：
山田貴富
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kamakura Women's University (2022)The University of Tokyo (2019-2021)Chuo University (2018)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K06353/
关键词：
減数分裂期組換えクロマチン染色体構造ヒストン

项目摘要

真核生物の染色体DNAがヒストンタンパク質とともに形成する複雑な3次元（高次）構造はほぼ全てのDNA関連現象を制御する。配偶子の形成に重要な減数分裂期相同組換えは、「軸・ループ構造」と呼ばれる減数分裂期染色体に特異的な高次構造中において、ループ中に存在するホットスポットにおいて頻発する。しかし、軸・ループ構造の形成機構や組換え反応の詳細には不明の点が多い。本研究では分裂酵母を用いて、まず軸・ループ構造の構成要素とその染色体結合様式を明らかにする。また、申請者は染色体高次構造の制御への関与が指摘されているヒストンH2A.Z、ヒストンH3リジン4(H3K4)メチル化酵素Set1、Set1と物理的に相互作用する因子Spp1が、減数分裂期組換え開始を促進する証拠を得ているので、これらの組換えにおける役割を明らかにする。今年度の進行状況は以下の通りである。H2A.Zの機能解析のための遺伝学的スクリーニングに用いる２倍体親株（H2A.Z変異株）が減数分裂進行に異常を示しているが、その原因は依然として不明である。このためスクリーニングには着手できていない。また、前年度までに明らかにしたset1変異とspp1変異との遺伝学的相互作用について、多面的な解析を行なっているが進展は見られていない。一方で、Spp1の変異体複数種の解析を行い、組換えに関与するドメインを同定した。これにより、他生物で得られている知見との共通点と相違点が明らかになったため、より詳細な解析を行得る状況となった。

真核染色体DNA与组蛋白形成的复杂三维（高阶）结构控制着几乎所有与DNA相关的现象。减数分裂同源重组对于配子形成很重要，经常发生在减数分裂染色体特异性高阶结构（称为“轴环结构”）的环中存在的热点处。然而，关于轴/环结构的形成机制和重组反应的细节还存在许多未知数。在本研究中，我们将使用裂殖酵母首先阐明轴/环结构的组成部分及其染色体结合模式。此外，申请人还透露，与组蛋白H2A.Z、组蛋白H3赖氨酸4（H3K4）甲基转移酶Set1和Set1发生物理相互作用的因子Spp1，已被证明参与染色体构象的调节。已经获得证据表明它们促进重组的启动，我们将阐明它们在重组中的作用。今年的进展如下。用于H2A.Z功能分析的遗传筛选的二倍体亲本菌株（H2A.Z突变菌株）显示减数分裂进展异常，但原因仍不清楚。因此，我们无法开始筛选。此外，我们正在对set1突变和spp1突变之间的遗传相互作用进行多方面的分析，这一点在前一年就已经揭示，但目前还没有取得进展。另一方面，我们分析了多个 Spp1 突变体并鉴定了参与重组的结构域。这揭示了与其他生物体中获得的知识的共性和差异，使得进行更详细的分析成为可能。