酵母リボゾームRNA遺伝子の増幅に寄与する組換えのホットスポットの検出

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本研究は真核細胞に普遍的に増幅して存在するリボゾームRNA反復遺伝子(rDNA)の増幅メカニズムの解明を目的に行われた。一般的に遺伝子の増幅にはその遺伝子が染色体上に整然と並ぶための組み換えのホットスポットが必須と考えられる。そこで本申請研究ではそのホットスポットとして働いていると予想されるDNA複製阻害点に着目して研究を行った。DNA複製阻害点は35SrDNAの転写終結点近傍に存在する130bpからなる配列で、35SrDNAの転写と反対方向から来るDNA複製フォークの進行のみを阻害する。昨年度までの研究の成果として、野生株で約150コピー存在するrDNAを数コピーまで減らした株をいくつか作製し、それらの株のrDNAコピー数の増幅(回復)能力を検証し、rDNAが2コピーあれば増幅が可能であることを見出した。本年度はその2コピーのrDNAに相同組み換えを利用してDNA複製阻害点(2コピーのrDNAの中間に一つ存在)をマーカー遺伝子であるURA3に置換した株を作製し、そのrDNAの増幅能力を調べた。その結果、DNA複製阻害点を持つ2コピーのrDNAの株では、45世代の培養で約80コピーまでコピー数が増加したのに対し、DNA複製阻害点をURA3に置換した株では、同じ世代培養してもその増幅は10コピー以下にとどまった(投稿準備中)。また、対照実験として行ったDNA複製阻害点のすぐ横の35S側の130bpをURA3に置換した株においては、何も置換していない元の2コピーの株とほぼ同等なコピー数の回復が見られた。以上の結果から、確かにDNA複製阻害点はrDNA中で、おそらく組み換えのホットスポットとして働き、rDNAのコピー数の増加に寄与していると結論できる。