染色体の核内配置制御メカニズムの解明

阐明控制染色体核定位的机制

基本信息

批准号：
14J06008
负责人：
坂本卓也
金额：
$ 1.16万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J06008/
关键词：
染色体構造コンデンシンII

项目摘要

これまでに、植物の染色体タンパク質複合体であるコンデンシンII（Cnd II）の変異体の間期核において偏ったセントロメアの配置がみられることが明らかとなっている。そこで、本課題では、Cnd IIの染色体配置の分子機構の解明、及び、セントロメアの偏在を指標とした新たな染色体配置制御因子の探索と機能解析を通じて、植物の間期核における染色体の核内配置制御機構を包括的に理解することを目的とした。既知の文献に基づいて新規染色体配置制御因子の探索を行った。核膜タンパク質であるCRWNの変異株では、核の形態が変化にくわえて染色体間相互作用が変化する。そこで、核の形態に関与する遺伝子の変異体について解析を行った。その結果、調べた中でCRWNの変異株のみ、偏ったセントロメアの配置が起こることが分かった。イメージング解析の結果、Cnd IIは分裂期前後で強いセントロメア局在を示し、セントロメアは分裂期後期から終期にかけてランダムに核内に配置されることがわかった。分裂期後期から終期にかけて核膜が再構成されることから、セントロメア上のCnd IIと核膜上のCRWNが相互作用することで、セントロメアが核膜上のランダムな位置にアンカリングされ、核膜の再構成と供にセントロメアが分散する仮説を立て、現在検証している。Cnd IIによるセントロメア以外の領域の配置制御を検証した結果、通常セントロメアに非常に近接して存在するヘテロクロマチン領域が、Cnd II変異株では離れてしまうことが分かった。一方で、この現象は核膜タンパク質CRWNの変異株では認められなかった。このことは、セントロメアの配置を制御する機構とその他のヘテロクロマチン領域の配置を制御する機構は異なることが示唆する。以上から、Cnd IIは2つの異なる機能をもって染色体の特定の領域の配置を決定していると考えられた。

迄今为止，已经表明植物染色体蛋白复合物凝缩蛋白 II (Cnd II) 的突变体在间期细胞核中表现出偏向的着丝粒排列。因此，在本项目中，我们将阐明Cnd II染色体排列的分子机制，并以着丝粒分布不均匀为指标，探索和功能分析新的染色体排列控制因素，以期全面了解其控制机制。我们根据已知文献寻找新的染色体排列控制因素。 CRWN（一种核膜蛋白）的突变株不仅会改变核形态，还会改变染色体相互作用。因此，我们分析了参与核形态的基因突变体。结果发现，只有 CRWN 突变体的着丝粒排列存在偏差。成像分析显示，Cnd II 在有丝分裂前后表现出强烈的着丝粒定位，并且从有丝分裂后期到末期，着丝粒随机位于细胞核内。由于核膜从有丝分裂后期到末期进行重组，着丝粒上的 Cnd II 和核膜上的 CRWN 之间的相互作用将着丝粒锚定在核膜上的随机位置，并且核膜我们提出了一个假设，即着丝粒将随着核膜的扩散而分散。着丝粒的重组，我们目前正在测试这个假设。通过研究 Cnd II 对着丝粒以外区域定位的调节，我们发现通常非常靠近着丝粒存在的异染色质区域在 Cnd II 突变体中被分离。另一方面，在核膜蛋白CRWN的突变株中没有观察到这种现象。这表明控制着丝粒排列和其他异染色质区域排列的机制是不同的。综上所述，Cnd II被认为在决定染色体特定区域的排列方面具有两种不同的功能。