酵母染色体テロメアの機能構造とその制御機構の解明

テロメアは真核生物線状染色体の末端を構成するDNA・タンパク質複合体であり、その構造維持は染色体の正常な機能にとって必須である。我々は分裂酵母、出芽酵母を材料に、テロメアDNAの維持機構の解析を行っている。今年度、出芽酵母においてテロメア関連タンパク質をエピトープタグ付加した形でかつ内在性プロモーターにより生理的レベルで発現する酵母細胞を構築し、さらにテロメア構造異常をもたらす遺伝的バックグラウンドでそれらのタンパク質を発現させ、その挙動を網羅的に解析し、関連タンパク質相互のネットワークを明らかにした。その結果、以下に示す重要な知見を得た。(1)ATMファミリータンパク質Mec1pは細胞周期のS期の時期に特異的にテロメアと結合し、他の時期はMec1pの代わりにTel1pがテロメアと結合している。両者のテロメア結合は拮抗的であり、Mec1pのキナーゼ活性の細胞周期変動によりテロメア結合が制御されている。(2)酵母のテロメア短縮変異株est2、yku70において、Mec1pが通常結合していない細胞周期上の時間帯にテロメアに結合している。(3)Mec1pのテロメア局在化はテロメラーゼ制御因子のテロメアローディングに重要である。このことから、Mec1pがテロメア複製のためのタンパク質複合体制御に関与することを示した。一方、分裂酵母を用いた解析では、taz1破壊株のテロメア末端の1本鎖突出はRad32依存的であるが、Rad32のヌクレアーゼドメインは必要でないことを示し、分裂酵母Nbs相同蛋白質nbs1の破壊株がrad50遺伝子やrad32破壊株と同様の表現型を示すことを明らかにした。また、RPAのlarge subunitをコードするrad11遺伝子の新たな突然変異を単離し、RPAがテロメア長の制御に関わることを示した。

テロメアは真核生物線状染色体の末端を構成するDNA・タンパク質複合体であり、その構造維持は染色体の正常な機能にとって必須である。我々は分裂酵母、出芽酵母を材料に、テロメアDNAの維持機構の解析を行っている。今年度、出芽酵母においてテロメア関連タンパク質をエピトープタグ付加した形でかつ内在性プロモーターにより生理的レベルで発現する酵母細胞を構築し、さらにテロメア構造異常をもたらす遺伝的バックグラウンドでそれらのタンパク質を発現させ、その挙動を網羅的に解析し、関連タンパク質相互のネットワークを明らかにした。その結果、以下に示す重要な知見を得た。(1)ATMファミリータンパク質Mec1pは細胞周期のS期の時期に特異的にテロメアと結合し、他の時期はMec1pの代わりにTel1pがテロメアと結合している。両者のテロメア結合は拮抗的であり、Mec1pのキナーゼ活性の細胞周期変動によりテロメア結合が制御されている。(2)酵母のテロメア短縮変異株est2、yku70において、Mec1pが通常結合していない細胞周期上の時間帯にテロメアに結合している。(3)Mec1pのテロメア局在化はテロメラーゼ制御因子のテロメアローディングに重要である。このことから、Mec1pがテロメア複製のためのタンパク質複合体制御に関与することを示した。一方、分裂酵母を用いた解析では、taz1破壊株のテロメア末端の1本鎖突出はRad32依存的であるが、Rad32のヌクレアーゼドメインは必要でないことを示し、分裂酵母Nbs相同蛋白質nbs1の破壊株がrad50遺伝子やrad32破壊株と同様の表現型を示すことを明らかにした。また、RPAのlarge subunitをコードするrad11遺伝子の新たな突然変異を単離し、RPAがテロメア長の制御に関わることを示した。