Plant genome plasticity resulting from the alteration of the M phase checkpoint

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研究代表者は、ゲノムの安定化に関わるM期チェックポイントの主要制御複合体の1つであるCPC複合体に注目し、その機能の解析を進めてきた。昨年度までに、動物のCPC複合体のキネトコア局在を司るSurvivinの機能的ホモログを植物においてはじめて同定し、BORI1とBORI2と名付けた。本年度は、このBORIsの更なる機能解析を行った。まず、BORIsのノックアウト植物体は他のCPC複合体構成因子のノックアウト植物体と同様に、致死であることがわかった。そこで、BORIsの発現抑制個体を作製したところ、細胞分裂時に異常な染色体分離が起こり、ゲノムが不安定になっていることが明らかとなった。この結果は、CPC複合体が植物においてもSAC複合体と共にM期チェックポイントとしての機能を持つことを示唆する。次に、BORIsタンパク質の起源に迫ることとした。通常のBLAST解析ではSurvivinとの共通性は見いだせないものの、隠れマルコフモデルを用いた相同性検索により両者の持つヘリックス領域は、もともと同一のタンパク質に由来することが判明し、また初期の真核生物はこのヘリックスのみから構成されたタンパク質を保持していたことがわかった。そして、その後の進化の過程で、各生物群において異なるヒストンリン酸化認識ドメインが付加されるという収斂進化が起こったことが明らかとなった。これにより、これまでBIRドメインを持つことが特徴であると考えられていたSurvivinの本体が、ヘリックス領域であると再定義することが可能となり、酵母や動物、そして植物以外の生物にもSurvivin/BORIに属するタンパク質が普遍的に保存されていることを発見するに至った。