Generation and control of non-B form DNA in the nucleus: a genome-wide approach

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本研究は、ゲノム上に存在する正常な形状ではないDNAである「非B型DNA」に注目し、その解析を行っている。非B型DNAは、ゲノムの不安定性を引き起こす要因と考えられている。本研究課題では、非B型DNAの種類、存在する場所、生成のメカニズム、細胞がどのようにゲノム不安定性に対応しているかなど、諸点を明らかにすることを目的としている。これまでに、ゲノム維持機構に必須な因子である「Smc5/6複合体」を端緒とし、数理モデルを構築することにより、出芽酵母ゲノムにおいてSmc5/6の結合を誘起する要因を同定した。この要因は、転写に起因するDNAの正の超らせんの蓄積がSmc5/6結合と関係することを示唆していた。今年度は、この推測を実験的に検証した。具体的には、強発現の遺伝子をゲノム上に挿入したり、DNAトポイソメラーゼを不活化する実験によって、転写によって蓄積するDNA超らせんがSmc5/6の結合を誘導することを確かめた（以上、スウェーデン・カロリンスカ研究所のBjorkegren教授らとの共同研究）。正の超らせんによってゲノム不安定性の原因となる何らかの異常なDNA構造が生じ、Smc5/6はこれを認識しているものと考えている。一方で、予備的研究から、Smc5/6結合を誘起する具体的な要件は生物種によって異なる可能性が示唆された。異常なDNAが生成される条件は一つではなく、複数存在しているのかもしれない。今年度は、分裂酵母において高品質なChIP-seq結合プロファイルを取得した。Smc5/6の分裂酵母における結合箇所の密度は出芽酵母におけるそれよりも大きいことが見出された。現在、分裂酵母における結合箇所の規定要因を特定するための情報学的解析を進めている。