高等動物の染色体バンド領域の核内配置とその動態

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DNA複製を行い、また遺伝子発現を活発に行っている分裂間期の核において、染色体DNAが高度に組織化された核内配置をとり、その配置自体が複製や遺伝子発現の制御に深く係わっている。高等動物染色体の高度に組織化された核内配置を決定する情報は、基本的には塩基配列に担われるが、その配列の実体と配置決定の分子機構は未知に残されている。三重鎖ならびにこの形成に伴って生じる単鎖は、生理条件下で他のDNA配列やRNAと配列特異的な対合を起こすことが可能であり、核内配置を決める機構として重要と考えられる。三重鎖形成能を持つポリプリン/ポリピリミジン配列、(AG/TC)nや(GAA/TTC)n等を蛍光プローブとして、ヒトの未変性間期核に対するin situ結合実験を行ったところ、配列特異的に特徴的なfoci状の結合像を得た。三重鎖に対する特異的モノクローナル抗体を用いて上記のfoci状シグナルとの位置関係を解析したところ、明瞭なcolocalizationが判明した。また、開期核内でのセントロメア部位との相対配置を解析したところ、ポリプリン/ポリピリミジン配列と同様に、三重鎖特異抗体もセントロメアの近傍部位に強いシグナルを与え、空間的には、三重鎖構造がセントロメアの近傍に集中して存在することが明らかになった。ヒトゲノム上に存在する大型のポリプリン/ポリピリミジン配列をプローブとしても同様な結果が得られた。染色体の種類によって、セントロメアに空間的に近接する三重鎖の配列が異なっていることが判明している。セントロメアおよびテロメアが、染色体の核内配置に重要な役割をはたすことは明らかであるが、染色体のバンド境界もランドマークをなす重要な部位と想定して研究を進めてきた。バンド境界は、複製時期の転換点やGC含量のモザイク境界として特定できると考えられる。X染色体のX不活化センターとその周辺、ならびにMHCとその周辺の非MHC領域を解析し、5ケ所のバンド境界が同定できた。いずれの境界にも大型のポリプリン/ポリピリミジン配列を含む特徴配列類が存在しており、その機能上の意味は興味深い。