酵母染色体組換えにおける染色体機能装置の連携

酵母染色体重组中染色体功能装置的配合

• 批准号: 11239208
• 负责人: 太田 邦史
• 金额: $ 41.73万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11239208/
• 关键词: 減数分裂; 組換え; ホットスポット; DNA複製; SPO11; MRE11; クロマチン; ヒストンアセチル化; 染色体; Bloom症候群; DNAチップ; cAMP感応配列; ストレス応答キナーゼ; クロマチン再編成; 複製; 転写; 酵母; 転写因子; 複製開始点; MAPキナーゼ; CREB

本年は最終年度として以下の成果を得て全体のとりまとめを行った。1.分裂酵母の減数分裂期組換えホットスポットM26におけるクロマチン再編成・DNA切断に関わる因子として、新たにATP依存性クロマチン再編成因子Snf22(特許出願中)を同定した。この遺伝子を破壊すると、M26におけるクロマチン再編成と組換えホットスポット活性が消失した(Yamadaら、EMBO J印刷中)。また、ストレス遺伝子の転写活性化においても同様なメカニズムのクロマチン再編成が重要な役割を果たしていること(Hirotaら、NAR 2004)、転写抑制因子であるTup11とTup12がM26におけるクロマチン再編成の抑制を行っていること(Hirotaら、Genetics 2003)、天然のM26様部位における減数分裂期組換え開始シグナルであるDNA切断の存在、などを明らかにした。これまでの結果から、分裂酵母M26ホットスポット活性化の分子機構の大筋を明らかにした。2.出芽酵母の組換え開始に関わるMre11とSpo11の減数分裂期染色体における分布を、白髭班と共同で高密度ゲノムタイリングアレイを用いて解析した。その結果、Spo11がまずセントロメア領域に結合してからDNA複製に応じて染色体両腕部に再配置すること、Mre11がDNA複製を機にSpo11と同様の局在を示すようになること、DNA切断が導入される時期になると、減数分裂期特異的コヒーシンRec8の分布箇所(相同染色体のコア部分)の両側(ループ部分に相当)に配置されるようになること、などが初めて明らかになった。以上の結果は、これまで不明であった組換え開始のメカニズムにおいて重要な知見を与える極めて貴重な成果である。

今年，作为该项目的最后一年，我们取得了以下成果，并对总体成果进行了总结。 1. 我们鉴定出一种新的 ATP 依赖性染色质重组因子 Snf22（正在申请专利），作为裂殖酵母减数分裂重组热点 M26 处染色质重组和 DNA 切割的相关因子。该基因的破坏消除了 M26 中的染色质重组和重组热点活性（Yamada 等人，EMBO J 正在出版）。此外，通过类似机制的染色质重组在应激基因的转录激活中发挥着重要作用（Hirota 等人，NAR 2004），转录抑制因子 Tup11 和 Tup12 抑制 M26 中的染色质重组（Hirota 等人，Genetics 2003）。 ，以及 DNA 断裂的存在，该断裂是天然 M26 样位点的减数分裂重组起始信号。基于迄今为止获得的结果，我们揭示了裂殖酵母M26热点激活的基本分子机制。 2. 我们与 Shirahige 课题组合作，使用高密度基因组平铺阵列分析了 Mre11 和 Spo11 在减数分裂染色体中的分布，这些染色体参与酿酒酵母重组的启动。结果，我们发现Spo11首先与着丝粒区域结合，然后响应DNA复制而重新定位到染色体的双臂，Mre11在DNA复制时显示出与Spo11相同的定位，并且Mre11显示出与Spo11相同的定位首次揭示，当减数分裂期特异性粘连蛋白Rec8被引入时，它会位于分布位点（同源染色体的核心部分）的两侧（对应于环部分）。上述结果是一项极其有价值的成果，它提供了迄今为止未知的重组起始机制的重要知识。

项目成果

K.N. Smith., A. Penker, K. Ohta, F. Klein, A. Nicolas: "B-type cyclins CLB5 and CLB6 control the initiation of recombination and synaptonemal complex formation in yeast meiosis"Current Biol.. 11. 88-97 (2001)

K.N.

Farah JA et al.: "A 160-bp palindrome is a Rad50.Rad32-dependent mitotic recombination hotspot in Schizosaccharomyces pombe"Genetics. 161. 461-468 (2002)

Farah JA 等人：“160 bp 回文是粟酒裂殖酵母中 Rad50.Rad32 依赖的有丝分裂重组热点”遗传学。

Yamada, T., et al.: "p97 ATPase, an ATPase involved in membrane fusion, interacts with DNA unwinding factor (DUF) that functions in DNA replication"FEBS letters. 446. 287-291 (2000)

Yamada, T. 等人：“p97 ATP 酶，一种参与膜融合的 ATP 酶，与在 DNA 复制中起作用的 DNA 解旋因子 (DUF) 相互作用”FEBS 字母。

K. Umezu, M. Hiraoka, M. Mori, H. Maki: "Structural analysis of aberrant chromosomes that occur spontaneously in diploid Saccharomyces cerevisiae : Retrotransposon Ty1 plays a crucial role in chromosomal rearrangements"Genetics. 160. 97-110 (2002)

K. Umezu、M. Hiraoka、M. Mori、H. Maki：“二倍体酿酒酵母中自发发生的异常染色体的结构分析：逆转录转座子 Ty1 在染色体重排中起着至关重要的作用”遗传学。

Yoshida J: "Positive and negative involvement of homologous recombination in chromosome maintenance of diploid Saccharomyces cerevisiae"Genetics. (in press). (2003)

吉田 J：“同源重组在二倍体酿酒酵母染色体维持中的积极和消极参与”遗传学。