分裂酵母の減数分裂チェックポイント制御機構の解析

裂殖酵母减数分裂检查点控制机制分析

基本信息

批准号：
00J05438
负责人：
島田緑
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J05438/
关键词：
減数分裂チェックポイント DNA複製細胞周期

项目摘要

減数分裂の相同組換えはDNA二重鎖切断(DSB)により開始されるが、減数第一分裂が開始するまでにDSBを修復する必要がある。私は、減数分裂相同組み換え率が低下する分裂酵母のmeu13変異株を用いて、以下の結果を明らかにした。(1)meu13変異株は減数第一分裂への進行が遅延した。(2)meu13変異株の減数第一分裂の遅延は、組換えの開始とcheckpoint rad^+遺伝子、cds1^+,減数分裂特異的なcds1^+ホモログのmek1^+に依存していた。(3)PFGEによる減数分裂特異的なDSBを検出したところ、meu13変異株ではDSBの修復が遅れていた。(4)checkpoint radとmeu13の二重変異株の胞子の生存率と組み換え率はさらに低下した。(5)相同組換え期の細胞にガンマ線照射を行い、多量にDSBを導入したところ、rad17^+に依存して減数第一分裂の開始が遅延した。(6)meu13変異株では減数第一分裂への進行が遅延するのと一致して、Cdc2Tyr15の脱リン酸化も遅延していた。以上のことから、分裂酵母では減数分裂組換え過程で生じるDSBの修復が遅れたときに、減数第一分裂の開始が遅延する制御機構が存在することが分かった。このDSBの修復の遅延は、checkpoint rad^+により感知され、cds1^+,mek1^+にシグナルが伝わり、Cdc2Tyr15の脱リン酸化を維持することで減数第一分裂の開始が遅延すると示唆される。またこの制御機構は、胞子の生存率と組み換え率を高く維持するという生物学的な意義を持つと考えられる。

减数分裂同源重组由 DNA 双链断裂 (DSB) 启动，但 DSB 必须在减数分裂开始之前修复。使用减数分裂同源重组率降低的裂殖酵母 meu13 突变株，我揭示了以下结果。 (1) meu13 突变体中减数分裂 I 的进展被延迟。 (2) meu13 突变体减数分裂 I 的延迟取决于重组的启动和检查点 rad^+ 基因、cds1^+ 和减数分裂特异性 cds1^+ 同源基因 mek1^+。 (3)通过PFGE检测减数分裂特异性DSB，发现meu13突变体中DSB修复被延迟。 (4)检查点rad和meu13双突变体的孢子存活率和重组率进一步下降。 (5)当同源重组阶段的细胞受到伽马射线照射并引入大量DSB时，减数分裂I的开始根据rad17^+而延迟。 (6) 在 meu13 突变体中，Cdc2Tyr15 的去磷酸化也被延迟，这与减数分裂 I 进展的延迟一致。综上所述，我们发现裂殖酵母具有一种控制机制，当减数分裂重组过程中发生的 DSB 修复被延迟时，该机制会延迟减数分裂 I 的启动。 DSB 修复的延迟由检查点 rad^+ 感知，它向 cds1^+ 和 mek1^+ 传递信号，表明减数分裂 I 的启动是通过维持 Cdc2Tyr15 的去磷酸化而延迟的。这种控制机制也被认为在维持高孢子存活率和重组率方面具有生物学意义。