セントロメア新生機構の分子解剖

着丝粒发生机制的分子解剖

基本信息

批准号：
20055020
负责人：
石井浩二郎
金额：
$ 2.94万
依托单位：
Osaka University
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20055020/
关键词：
セントロメア染色体クロマチン構造細胞応答分裂酵母

项目摘要

本研究では、これまで未解明であったセントロメア新生反応機構について、分裂酵母の卓越した遺伝学を用いた新たに分子的な解剖を試み、セントロメア生来の必須機能の分子的な本質の理解を行ってきた。セントロメア機能傷害の発生に際して、染色体上の別座位に新たにセントロメア機能(ネオセントロメア)が獲得される現象は既に高等細胞で見出されているが、その出現を偏りなく人為的に誘導する実験系はこれまで報告がない。私たちは、高等生物と同等の分子構造を示す分裂酵母セントロメアに人為操作を加え、細胞内で条件的にセントロメアを染色体から切除するシステムを構築し、セントロメア欠失という致死的な傷害を既定の細胞集団に誘発する系を確立した。ネオセントロメアの新生をこの致死的細胞集団からの復帰生存株の出現という細胞応答として検出し、その反応素過程を分子生物学的に解析した。昨年までの解析により、分裂酵母第一染色体および第二染色体からのセントロメア欠失はネオセントロメア獲得細胞を再現性よく生成し、そのネオセントロメア形成領域として染色体両端のテロメア近傍が集中して選ばれていることが判明していた。テロメアの重要性を探るため、本年度はまずテロメア末端を欠失した染色体でのセントロメア欠失を行った。その結果、テロメアを欠く細胞ではいかなる復帰生存株も生まれないことを見出した。テロメア構造は染色体再編成に必須なことが示唆された。また、ネオセントロメア形成後の遺伝子発現の変動を人為的発現誘導によって解析し、セントロメアの転写に対する柔軟性がさらに明確に示された。

在本研究中，我们将利用裂殖酵母出色的遗传学，尝试对迄今为止尚未阐明的着丝粒发生反应机制进行新的分子解剖，旨在了解着丝粒基本功能的分子本质。。当着丝粒功能障碍发生时，着丝粒功能（新着丝粒）在染色体上的不同位点重新获得的现象已经在高等细胞中观察到，但迄今为止尚未报道以公正的方式人为诱导其出现的实验系统。我们人工操纵了具有与高等生物相当的分子结构的裂殖酵母着丝粒，并构建了从细胞内的染色体有条件地切除着丝粒的系统，建立了诱导细胞群的系统。我们检测到新一代新着丝粒是一种细胞反应，其形式是从该致命细胞群中恢复幸存者，并利用分子生物学分析了该反应的基本过程。截至去年进行的分析表明，从裂殖酵母1号和2号染色体上删除着丝粒可重复产生新着丝粒获得细胞，并且新着丝粒形成区域集中在染色体两端的端粒附近。为了探究端粒的重要性，今年我们首先对端粒末端被删除的染色体进行了着丝粒删除。结果，他们发现缺乏端粒的细胞不会产生任何回复的存活菌株。有人认为端粒结构对于染色体重排至关重要。此外，我们还通过人工诱导表达分析了新着丝粒形成后基因表达的变化，进一步证明了着丝粒对转录的灵活性。