RNAによるテロメアヘテロクロマチン制御機構に関する研究

RNA调控端粒异染色质机制的研究

基本信息

批准号：
15030224
负责人：
加納純子
金额：
$ 3.58万
依托单位：
Kyoto 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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15030224/
关键词：
染色体ゲノム RNAi テロメアヘテロクロマチン

项目摘要

真核生物の線状染色体末端に存在する構造体であるテロメアは、特殊なヘテロクロマチン構造をとっており、ゲノムの安定性に寄与している。分裂酵母のセントロメアや接合型遺伝子座位のHP1ヘテロクロマチン領域においては、RNAiがヘテロクロマチンの確立に関与している。しかし、テロメアにおいてどのようにしてHP1ヘテロクロマチンが確立されるのか、分裂酵母においてだけでなく、他の生物においても全く明らかにされていなかった。そこで本研究では、分裂酵母のテロメアにおいて如何にしてヘテロクロマチンが確立されるのかを調べた。まず、染色体末端に存在するテロメアリピートDNAに直接結合するTaz1タンパク質は、テロメアリピートDNAを染色体内部に挿入した領域におけるヘテロクロマチンの確立、および、テロメアリピートのみ保持し、サブテロメア領域を持たない人工ミニ染色体のテロメアにおけるヘテロクロマチンの確立に必須であった。従って、Taz1はテロメアリピートDNAを拠点とするヘテロクロマチンの確立において、重要な機能を果たしていると考えられた。一方、テロメアリピートを欠失したテロメアにおいてもヘテロクロマチンが確立されることがわかった。その確立に必須なサブテロメア領域には、DNA helicaseをコードすると思われるORFが存在し、その中にはセントロメアや接合型遺伝子座位に共通に存在するDNA配列の一部が含まれていた。そのORFの転写はRNAi依存的であり、さらに、その領域におけるヘテロクロマチンの確立にRNAiが関与していることが明らかになった。以上のことなどから、分裂酵母のテロメアにおいては、Taz1とRNAi機構が独立にヘテロクロマチンの確立を行っていると考えられた。このようなredundantなシステムは、接合型遺伝子座位においても見られ、ヘテロクロマチンの安定な維持に寄与していると思われる。

端粒是存在于真核线性染色体末端的结构，具有特殊的异染色质结构，有助于基因组的稳定性。 RNAi 参与裂殖酵母着丝粒和交配型基因座 HP1 异染色质区域中异染色质的建立。然而，HP1 异染色质是如何在端粒上建立的尚未完全阐明，不仅在裂殖酵母中，而且在其他生物体中也是如此。在这项研究中，我们研究了裂殖酵母中端粒上异染色质的形成方式。首先，Taz1 蛋白直接与染色体末端的端粒重复 DNA 结合，负责在端粒重复 DNA 插入染色体的区域中建立异染色质，并负责建立异染色质。仅保留端粒重复且不具有亚端粒区域的人工微型染色体对于端粒异染色质的建立至关重要。因此，Taz1被认为在建立基于端粒重复DNA的异染色质中发挥着重要作用。另一方面，发现即使在缺乏端粒重复的端粒中也建立了异染色质。其建立所必需的亚端粒区域包含一个 ORF，该 ORF 似乎编码 DNA 解旋酶，并且包括通常存在于着丝粒和交配型基因座中的 DNA 序列的一部分。结果表明，ORF 的转录是 RNAi 依赖性的，并且 RNAi 参与该区域异染色质的建立。基于上述，认为Taz1和RNAi机制在裂殖酵母端粒上独立地建立异染色质。在交配型位点也观察到这种冗余系统，并且似乎有助于异染色质的稳定维持。