反復配列DNAの遺伝的不安定性

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真核生物のゲノム中に存在する反復配列はその反復配列部位でよく遺伝的組み換えが行われ、ゲノムの進化、種分化に重要な役割を担っていると考えらている。本研究は、減数分裂時に不平等な組み換えを行い遺伝的不安定性を示す反復DNA配列であるミニサテライトについて、その塩基配列と、不安定性をもたらし維持する機構との関係を調べた。用いた動物はBALB/c系統のマウスで、その亜系統間でのDNAレベルで多型性を示すことを、不安定性即ち組み換えの起こりやすさの基準としている。これらマウスのDNAに対して、マウス由来のミニサテライト配列の点変異DNAをハイブリダイズさせた結果が多型性を示すか否かによって、各塩基の重要度が調べられた。マウス・ミニサテライト遺伝子座"mo-1"の繰り返し単位の14塩基対について、単一変異DNAを化学合成し、BALB/c亜系統のDNAに対して、ハイブリダイズさせた。その結果、変異を入れる塩基によって、元のmo-1のパターンとほぼ同様に多型性を示す場合と、元とは異なり多型性を示さない場合とに分かれた。変異を入れると多型性を示さなくなった塩基が、mo-1型のミニサテライトの多型性を形成し、維持する働きのある塩基配列だと考えられる。これに相当する塩基配列は、mo-1の"CTGGGCAGGGAGGA"の内、下線を引いた一連の塩基、"GGCAGG"であることが示された。マウス・ライブラリーより、mo-1で検出された多型性を示す遺伝子座の内の一つである"PC-1"クローンを単離し、PC-1遺伝子座の生殖細胞における不安定性を調べたところ、BALB/cとSM/JのF_2マウスにおいても同腹のBALB/c同志のかけあわせにおいても、高頻度に(約9%という高率で)いずれの組にもサイズの異なったバンドが観察された。