AID法を用いた有糸分裂におけるコヒーシン非依存的な染色体間結合の検討

使用 AID 方法检查有丝分裂中不依赖粘连蛋白的染色体间连接

• 批准号: 19K06648
• 负责人: 白土 玄
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K06648/
• 关键词: 紡錘体形成; AID法; 染色体; 紡錘体

本研究課題「AID法を用いた有糸分裂におけるコヒーシン非依存的な染色体間結合の検討」の主な目的は、対象のタンパク質を生体内で高速で分解可能なAID（Auxin-Inducible Degron）法を用いてDNA鎖間の絡まりを解消する酵素Topoisomerase II（TOP2）の分裂期での機能を詳細に解析し、分裂中期/後期における染色体間のDNA鎖結合の実態を解明するとともに、DNA損傷・細胞周期との関連性を追求することである。本課題は研究計画調書に記した通り以下の3つのパートで進める方針であった。(1)分裂中期/後期での染色体間のDNA鎖結合へのTOP2の関与の解明 (2)DNA鎖間結合とUFB/Chromatin bridge形成との関連性の追求 (3)染色体間DNA鎖結合による細胞周期異常・DNA損傷・癌化・老化への影響の評価である。前年度までに免疫染色法・ライブイメージング法を用いて分裂期中期/後期特異的なTOP2の分解による紡錘体形成・染色体分離への影響を解析し、（1）に関連して分裂中期/後期でのTOP2の活性が染色分体間の結合に重要であること、そしてその結合が紡錘体微小管の形成に対し力学的な影響を与えていることを示唆する結果を得ていた。第二年度においては、（2）（3）に関連したDNA損傷とUFB/Chromatin bridge形成、および細胞周期への影響を定量的に評価しつつ、染色分体間の結合異常によって誘発された紡錘体変形に伴う細胞周期制御因子の局在変化も併せて詳細に観察し、細胞周期異常との関連性に関して考察を行った。本課題は代表者が遺伝学研究所を退職するに伴い本年度が最終年度となったものの、染色分体間の結合が細胞分裂の重要な要素として機能することを示唆する重要な結果を得ており、今後の研究の進展は幅広い研究分野に新たな知見を与えるものと期待している。

The main purpose of this research topic, "Exploring cohesin-independent interchromosomal binding in mitosis using the AID method," is to analyze the function of Topoisomerase II (TOP2), an enzyme that resolves intertwining between DNA strands using the AID (Auxin-Inducible Degron) method that allows rapid degradation of the protein of interest in vivo, and to elucidate the actual state of中期/晚期染色体之间的DNA链结合，并追求其与DNA损伤和细胞周期的关联。 As stated in the research plan report, this issue was planned to be carried out in three parts: (1) Elucidation of the involvement of TOP2 in interchromosomal DNA strand binding during metaphase/late phase (2) Pursuing the relationship between DNA interstrand binding and UFB/Chromatin bridge formation (3) Evaluation of the effects of interchromosomal DNA strand binding on cell cycle abnormalities, DNA损害，癌症和衰老。直到上一年，我们通过免疫染色和实时成像方法分析了中期/晚期Top2降解对纺锤体形成和染色体隔离的影响，发现结果表明，中期/后期的TOP2活性对于跨化合物的近期/晚期活性对跨层化的结合很重要，并且其结合具有跨跨度的效应效应，使得跨跨度型构成了跨度微粘液量。在第二会计年度中，我们定量评估了与（2）和（3）以及UFB/染色质桥的形成以及细胞周期相关的DNA损伤的影响，同时还密切观察细胞周期调节因子的变化与纺锤体变形相关的细胞周期调节因子的变化，并与Chromatids之间的异常结合诱导的纺锤体变形，并与细胞周期之间的相关性相关性。尽管今年是从遗传学研究所退休的代表人的最后一年，但这个问题取得了重要的结果，表明染色单体之间的结合是细胞分裂的重要组成部分，我们希望未来的研究进步将为广泛的研究领域提供新的见解。

项目成果

ヒト有糸分裂における染色分体間結合の解析

人类有丝分裂中染色单体间凝聚力的分析

• 发表时间: 2019
• 作者: 白土 玄;Yogiraj Jakkal;鐘巻 将人;島本 雄太
• 通讯作者: 島本 雄太