減数分裂組換えにおけるクロマチン構造の機能と制御方法

减数分裂重组过程中染色质结构的功能和调控

基本信息

批准号：
10J08626
负责人：
山田真太郎
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

真核生物において、配偶子の正常な形成や遺伝的多様化に重要な機構の一つが、減数分裂期にみられる相同染色体間の組換えである。この組換えは、染色体上の特定領域「組換えホットスポット」で頻発することが知られている。生体内のDNAはヒストンに巻き付いて、それが更に凝集した「クロマチン構造」を形成しており、この局所構造が転写や組換えなどのDNA関連反応に影響する。そのため、ホットスポットが組換えに有利な構造を取っていると考えられている。このクロマチン構造の制御に重要な一要因が、ピストンの翻訳後修飾である。しかし、ヒストン修飾の組換えにおける機能は不明な点が多い。そこで本研究では、減数分裂組換えのクロマチン構造による制御の解析を、組換え活性化におけるピストン修飾に注目して行う。平成23年度までの研究から、実験系として有用な分裂酵母のホットスポット「ade6-M26」において、遺伝的組換え活性化レベルと相関するピストン修飾のパターンを見出した。また、このパターンを形成するピストン修飾が、組換え開始を促進していることが示唆された。これらをふまえて行った24年度の研究により、(1)上記のピストン修飾パターンが、分裂酵母のほとんどのホットスポットに共通する性質であることが分かった。そして、(2)パターンを形成するピストン修飾やヒストンの修飾酵素が、組換え開始タンパク質の染色体結合課程に関与していることが示唆された。これらの結果から、分裂酵母では、複数のクロマチン関連因子が複合的に組換え開始反応を調整していることが初めて示唆された。

在真核生物中，配子正常形成和遗传多样化的重要机制之一是减数分裂期间发生的同源染色体之间的重组。已知这种重组经常发生在染色体上称为“重组热点”的特定区域。生物体中的DNA包裹在组蛋白周围，形成进一步聚集的“染色质结构”，这种局部结构影响转录和重组等DNA相关反应。因此，认为热点具有有利于复合的结构。控制这种染色质结构的一个重要因素是活塞的翻译后修饰。然而，组蛋白修饰在重组中的功能仍不清楚。在本研究中，我们将分析染色质结构对减数分裂重组的调节，重点关注重组激活过程中的活塞修饰。通过截至 2011 年的研究，我们发现了与裂殖酵母热点“ade6-M26”中基因重组激活水平相关的活塞修饰模式，该模式可用作实验系统。还有人提出，形成这种模式的活塞修改促进了重组的启动。基于这些发现，2014年进行的研究表明：（1）上述活塞修饰模式是裂殖酵母大多数热点所共有的特性； (2)表明模式形成活塞修饰酶和组蛋白修饰酶参与重组起始蛋白的染色体结合过程。这些结果首次表明多种染色质相关因子协调裂殖酵母中的重组起始反应。