真核細胞ゲノムにおけるnon-B型DNA構造のダイナミックスとその生物学的機能

真核基因组中非B型DNA结构的动态及其生物学功能

• 批准号: 08772114
• 负责人: 清水 光弘
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08772114/
• 关键词: DNAの高次構造; non-B型DNA構造; ヌクレオソーム; クロマチン; 遺伝子発現制御

近年,プロモーター領域における特異的なヌクレオソームの形成と破壊(排除)は,真核生物の遺伝子発現制御機構において重要なステップであると考えられている.我々は,出芽酵母のα2repressorによってポジショニングしたヌクレオソームを含むミニ染色体を用いて,テストDNA配列のヌクレオソーム形成をin vivoで評価できる系を確立した.この系を用いて.分子内三重鎖,cruciform,左巻Z-DNAなどのnon-B型DNA配列が,in vivoでのヌクレオソーム形成に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.そこで,特殊はDNA配列によるヌクレオソーム排除の機構を明らかにするために,d(A)_n・d(T)_nならびにZ-DNA配列に焦点を絞り,そのクロマチン構造を解析した.(A)_n配列が長くなると、その領域近傍からヌクレオソームは排除された.しかし,A/Tに富む出芽酵母のARS(自律複製配列)共通配列の11bpだけでは,ヌクレオソームは排除されなかった.一方、(CG)_nはヌクレオソームを排除したが、(CA)_nはヌクレオソームの形成には大きな影響を及ぼさなかった.これは,(CG)_nが(CA)_nよりもZ-DNAを形成しやすいことに起因すると考えられる.以上の結果は、DNAの高次構造が、染色体構築のシグナルとして機能している可能性を示している.現在,in vivoでのnon-B型DNA構造を検出するために,酵母の単離核またはspheroplastにOsO_4を作用させるin situケミカルプローブ法について検討している.さらに,レポーター遺伝子を用いて,ヌクレオソーム排除と転写活性との関係をin vivoで解析している.また,この系を筋神経疾患由来トリプレットリピートに適用して,発症の原因であるトリプレットリピートの伸長とクロマチン構造との関係について研究を着手した.

近年来，启动子区域中特定核小体的形成和破坏（排除）被认为是真核生物基因表达控制机制中的重要步骤，利用含有的微型染色体引入测试DNA序列的核小体形成。我们建立了一个可以在体内评估的系统。使用该系统，可以在体内评估非B型DNA序列，例如分子内三链体、十字形和左手Z-DNA。我们发现d(A)_n、d(T)_n和Z-DNA序列对体内核小体形成有显着影响。为了阐明DNA序列排斥核小体的机制，我们研究了(A)当n序列变得更长，核小体被排除在该区域附近。只有 11 bp 的序列没有消除核小体，而 (CG)_n 消除了核小体，但 (CA)_n 对核小体形成没有显着影响，这被认为是由于 Z-DNA 的缘故。比(CA)_n更容易形成。上述结果表明DNA的高阶结构可能作为染色体构建的信号。目前，为了检测体内非B型DNA结构，我们正在研究一种原位化学探针方法，其中OsO_4作用于分离的酵母细胞核或原生质球。此外，我们正在使用报告基因来检测核小体排除和转录。正在分析与体内活动的关系。我们还将该系统应用于源自神经肌肉疾病的三联体重复，以开始研究三联体重复伸长（这是疾病发作的原因）与染色质结构之间的关系。

项目成果

Mitsuhiro Shimizu,W.Li,H.Shindo & A.P.Mitchell: "Transcriptional repression at a distance through exclusion of activator binding in vivo." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.94. 790-795 (1997)

清水光宏,W.Li,H.Shindo