出芽酵母組換え関連遺伝子のクロマチンにおける機能

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遺伝的組換えは、減数分裂において著しい活性化を受けるが、その仕組みについては不明な点が多い。出芽酵母減数分裂期組換えの大半は、ホットスポットと呼ばれる特定の染色体領域に生じるDNAの二重鎖切断によって開始される。これまでに、このホットスポット領域のクロマチンが、ヌクレアーゼの攻撃を受けやすいオープンな状態になっていること、またクロマチン構造が減数分裂期に変化し、さらにヌクレアーゼの攻撃を受けやすい状態になることを示した(Ohta et al.,EMBOL J. 13,p5754,1994)。本年度は、クロマチン構造変化に関わる遺伝的要因を調べた。その結果、二重鎖切断に必須な遺伝子であるMRE2とMRE11がクロマチン構造変化に関与していることを明らかにした。一方、二重鎖切断に必須なRAD50遺伝子を破壊した株では、有為なクロマチン構造変化が認められた。RAD50とMRE11の二重変異株について調べると、クロマチン構造変化はMRE11欠損株と同程度にまで抑制されていた。以上の結果から、1)クロマチン構造変化が組換え開始に必要な因子に依存していること、2)クロマチン構造変化は二重鎖切断より前に起こる反応であることが示された。また、RAD50とMRE11の遺伝子産物同士が複合体を形成している可能性が示唆されていることを考えあわせると、クロマチン構造変化はMRE11遺伝子産物を含む組換え開始複合体がホットスポット上に相互作用する状態の反映と考えられる(投稿準備中)。MRE11及びRAD50を大腸菌及び酵母における大量発現ベクターに導入し、大量発現を行った。大腸菌で発現した蛋白質を精製し、抗体を作製した。抗Mre11p抗体及び抗Rad50p抗体と酵母抽出液を用いて免疫沈降法などを行い、組換え開始複合体の単離を進めている。MRE11遺伝子の過剰発現が減数分裂期組換えにどのような影響を与えるかを調べたが、現在までに有意な変化は認められていない。また上記研究過程で、減数分裂期に活性化されるミトコンドリア由来の新規のエンドヌクレアーゼを見出し、その性質を明らかにした(Mol. Gen. Genet. 印刷中)。