遺伝子の相同組換えを活性化する現数分裂特異的DNA二重鎖切断の制御機構

有丝分裂特异性DNA双链断裂激活基因同源重组的控制机制

• 批准号: 05780540
• 负责人: 太田 邦史
• 金额: $ 0.58万
• 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 Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05780540/
• 关键词: 遺伝的組換え; 相同的組換え; 染色体; クロマチン; 減数分裂; 酵母

体細胞分裂期及び減数分裂期の出芽酵母細胞からクロマチン画分を単離し、球菌ヌクレアーゼで部分消化を行った。続いて、減数分裂期の相同組換えホットスポット(頻発部位)であるARG4及びCYS3遺伝子座のプローブにより間接末端標識法を行い、体細胞分裂期と減数分裂期の相同組換え開始点近傍のクロマチン構造ほ解析した。その結果、両者ともヌクレオソームの配置や超感受性の場所についてはほぼ同じであったが、組換え開始点のDNA二重鎖切断部位に一致する箇所に超感受性部位が存在し、その感受性が減数分裂の進行に伴って数倍増大する現象が観察された。こり増大は半数体では起こらないので、減数分裂に依存しており、二重鎖切断に先行して起こることから二重鎖切断の形成に何らかの関連があるものと思われた。そこで、ARG4遺伝子座の組換え開始点上に存在する二重鎖切断に関するシス作用配列の改変体を用いた実験を行ったところ、球菌ヌクレアーゼに対する感受性の程度・位置が二重鎖切断の程度・位置と有意な相関を有することが明らかになった。以上の結果は、二重鎖切断が生じる部位で球菌ヌクレアーゼ対する受容性を増大させるようなDNA構造変化が起こっており、この二重構造変化が二重鎖切断の位置や頻度の決定に重要な役割を果たすことを示唆している。ただしこの増大は数倍程度であり、また体細胞分裂期にも同様な超感受性部位が認められるので、エンドヌクレアーゼなどの組換え開始酵素の活性化も、相同組換え活性化に必須であると考えられる。その他としては、染色体上でARG4遺伝子の向きを逆転させた改変体を用いた解析から、二重鎖切断に関するシス作用配列はすでに形成されたヌクレオソーム二よって不活性化されることも示唆された。以上の結果は、減数分裂期の組換え開始がクロマチンレベルでの制御をうけていることを示唆している。

从体细胞和减数分裂酿酒酵母细胞中分离染色质组分，并用球菌核酸酶部分消化。接下来，使用减数分裂期间同源重组热点（频繁位点）ARG4和CYS3位点的探针进行间接末端标记，以检测体细胞分裂和减数分裂期间同源重组起始位点附近的染色质结构。 。结果，两种情况下核小体的排列和超敏反应的位置几乎相同，但超敏反应位点存在于与重组起始位点的DNA双链断裂位点一致的位置，并且在重组过程中敏感度增加。观察到减数分裂在该过程中增加数倍的现象。由于硬度的增加不会发生在单倍体中，因此它依赖于减数分裂，并且由于它发生在双链断裂之前，因此被认为在某种程度上与双链断裂的形成有关。因此，我们使用与ARG4基因位点重组起始点上存在的双链断裂相关的顺式作用序列的修饰版本进行了实验，发现对球菌核酸酶的易感程度和位置根据程度和位置的不同而不同。结果表明，双链断裂的位置与位置存在显着相关性。上述结果表明，增加对球菌核酸酶的接受性的DNA结构变化发生在双链断裂发生的位点，并且这些双链结构变化对于确定双链断裂的位置和频率很重要。发挥作用。然而，这种增加是数倍的，并且在体细胞分裂过程中观察到类似的过敏位点，这表明重组起始酶（例如核酸内切酶）的激活对于同源重组激活也是必要的。此外，使用 ARG4 基因在染色体上方向相反的变体进行的分析表明，与双链断裂相关的顺式作用序列被已形成的核小体失活。这些结果表明减数分裂重组的起始在染色质水平上受到调节。