遺伝情報の正確な伝達に要求される染色体凝縮の分子メカニズムの解明

阐明遗传信息精确传递所需的染色体凝聚的分子机制

基本信息

批准号：
13214114
负责人：
木村圭志
金额：
$ 1.66万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞分裂期(M期)における染色体凝縮は、親細胞から娘細胞への遺伝情報の正確な伝達に重要であり、染色体凝縮機構の欠損は、染色体の分断や転座などがん細胞にしばしば観察される染色体異常につながる。当研究では染色体凝縮の分子メカニズムを理解するために、ツメガエルの卵抽出液を用いた染色体構造のin vitro再構成系を用いて、染色体凝縮に重要な働きを担っているタンパク質の同定を試みた。この系では、M期抽出液中にツメガエルの精子核を加えることにより染色体凝縮の過程を再現することができ、個々のタンパク質の染色体凝縮における役割を解析することができる。現在までにDNAトポイソメラーゼII(トポII)とSMCタンパク質複合体であるコンデンシンが染色体凝縮に必須であることが示されている。しかしながら、これら二つのタンパク質のみを精子核に加えても、染色体凝縮には不十分であり、他のタンパク質の関与が示唆された。そこで我々は、M期卵抽出液をショ糖密度勾配遠心により分画し、トポII、コンデンシン存在下で精子核を凝縮に導くことのできる画分を得た。この画分には単独では染色体凝縮能が存在しないが、コンデンシンをM期染色体に結合させる活性があり、この活性により染色体の凝縮に関わっていると考えられる。コンデンシンの染色体への結合は卵抽出液中のキナーゼ活性により制御されているとされているが、この画分にはM期卵抽出液から精製したコンデンシンのリン酸化状態を変化させる活性は存在していない。現在、この画分の精製を進めてタンパク質の同定と、そのタンパク質がどのようなメカニズムでコンデンシンを染色体に結合させるかの解析を進めている。

细胞分裂期间染色体凝结（M期）对于从父细胞到子细胞的准确传播至关重要，并且染色体凝结机制的缺陷导致染色体异常，这些染色体异常在癌细胞（例如染色体分裂和转运）中经常观察到。在这项研究中，为了了解染色体凝结的分子机制，我们试图鉴定蛋白质使用爪蟾鸡蛋提取物的染色体结构的体外重建系统在染色体凝结中起重要作用。在该系统中，可以通过在M相提取物中添加Xenopus精子核来再现染色体凝结的过程，并且可以分析单个蛋白质在染色体凝结中的作用。迄今为止，DNA拓扑异构酶II（TopoII）和Condensin（一种SMC蛋白复合物）已被证明对于染色体凝结至关重要。但是，仅在精子核中添加这两种蛋白质不足以用于染色体凝结，这表明其他蛋白质的参与。因此，我们通过蔗糖密度梯度离心将M期卵提取物分离，以获得可能导致精子核在Topo II和Condensin存在下导致精子核的缩合的部分。尽管仅此部分没有染色体缩合能力，但它具有结合凝蛋白与M期染色体的活性，并且该活性被认为与染色体凝结有关。尽管据说冷凝蛋白与染色体的结合是由卵提取物中的激酶活性控制的，但该部分没有改变从M相卵提取物中纯化的冷凝蛋白的磷酸化状态的活性。当前，该馏分的纯化正在进行中，以鉴定蛋白质并分析蛋白质与染色体结合凝结蛋白的机制。