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 study is to investigate the application of AID method in the study of chromosome binding between independent chromosomes. The function of enzyme Topoisomerase II (TOP2) in mitotic phase was analyzed in detail by Auxin-Inducible Degron method. The state of DNA lock binding between chromosomes in metaphase/anaphase was analyzed in detail. The relationship between DNA damage and cell cycle was pursued. This research project is based on the following three aspects: (1)The relationship between DNA lock binding and TOP2 in metaphase/anaphase (2)DNA lock binding and UFB/Chromatin bridge formation (3) DNA lock binding between chromosomes: cell cycle abnormalities, DNA damage, carcinogenesis and aging. In the previous year, immunostaining, mitosis and chromosome segregation were used to analyze the effects of metaphase/anaphase specific TOP2 decomposition on spindle formation and chromosome segregation.(1) Correlation between metaphase/anaphase TOP2 activity and the importance of chromatid binding.(2) The effects of binding on spindle microtubule formation on mechanics were shown. In the second year, the relationship between DNA damage and UFB/Chromatin bridge formation, and the quantitative evaluation of the effects of cell cycle regulation, the abnormal binding between chromatids, the induction of spindle deformation, and the status of cell cycle control factors were investigated in detail. This project is representative of the Institute of Genetics. This year is the final year for the combination of chromatids and important elements of cell division. This project shows important results. Future research progress is expected.

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