Functional handover from condensin II to cohesin during the establishment of interphase chromosome architecture

コンデンシンは分裂期染色体の構築に中心的な役割を果たすタンパク質複合体である。このうちコンデンシンIIは分裂期以外でも染色体に局在することから細胞周期を通じた役割が予想されている。本研究では昨年度に、コンデンシンIIが分裂期直後のG1期におけるセントロメアの配置と染色体テリトリーの形状と核内での放射状配置の確立に貢献することを明らかにした。今年度は、この過程でコンデンシンとコヒーシンがどのように働いているのかを明らかにするため、これらの局在変化と染色体形態変化を詳細に解析した。その結果、分裂期における染色体構築に中心的な役割を果たすコンデンシンIの除去も染色体テリトリーの形状と核内での放射状配置を部分的に乱すことが分かった。これは、分離が遅れた染色体は、他の染色体が構造変換を開始しても、コンデンシンII除去の場合と同様に棒状の染色体が残されることに起因すると思われた。この結果から、コンデンシンIIによる染色体構造変換が適切なタイミングでおこることが重要だと考えられた。一方、コヒーシンはG1期に入る前に染色体と結合を開始するが、コンデンシンIIを除去してもそのタイミングは変化しなかった。すなわち、コンデンシンIIによる染色体構造変換が起こる前でもコヒーシンは細胞周期のステージ特異的に染色体と結合できることが示された。コンデンシンI除去による染色体テリトリーの異常発生も含めると、分裂期から間期への適切な染色体構造変換はコンデンシンIIとコヒーシンが適切なタイミングで働くことが重要であることが強く示唆された。また、本年度は1Mb以下の染色体構造、すなわちクロマチンループ構造の変化、染色体の長腕と短腕の位置関係、そして染色体の腕内の構造をFISH法で検出する方法を確立した。これらは間期染色体のin situ での構造解析に有効であることが示された。

コンデンシンは分裂期染色体の構築に中心的な役割を果たすタンパク質複合体である。このうちコンデンシンIIは分裂期以外でも染色体に局在することから細胞周期を通じた役割が予想されている。本研究では昨年度に、コンデンシンIIが分裂期直後のG1期におけるセントロメアの配置と染色体テリトリーの形状と核内での放射状配置の確立に貢献することを明らかにした。今年度は、この過程でコンデンシンとコヒーシンがどのように働いているのかを明らかにするため、これらの局在変化と染色体形態変化を詳細に解析した。その結果、分裂期における染色体構築に中心的な役割を果たすコンデンシンIの除去も染色体テリトリーの形状と核内での放射状配置を部分的に乱すことが分かった。これは、分離が遅れた染色体は、他の染色体が構造変換を開始しても、コンデンシンII除去の場合と同様に棒状の染色体が残されることに起因すると思われた。この結果から、コンデンシンIIによる染色体構造変換が適切なタイミングでおこることが重要だと考えられた。一方、コヒーシンはG1期に入る前に染色体と結合を開始するが、コンデンシンIIを除去してもそのタイミングは変化しなかった。すなわち、コンデンシンIIによる染色体構造変換が起こる前でもコヒーシンは細胞周期のステージ特異的に染色体と結合できることが示された。コンデンシンI除去による染色体テリトリーの異常発生も含めると、分裂期から間期への適切な染色体構造変換はコンデンシンIIとコヒーシンが適切なタイミングで働くことが重要であることが強く示唆された。また、本年度は1Mb以下の染色体構造、すなわちクロマチンループ構造の変化、染色体の長腕と短腕の位置関係、そして染色体の腕内の構造をFISH法で検出する方法を確立した。これらは間期染色体のin situ での構造解析に有効であることが示された。