減数分裂特異的な染色体分配を制御する因子の探索

寻找控制减数分裂特异性染色体分离的因素

• 批准号: 03J11891
• 负责人: 北島 智也
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J11891/
• 关键词: 減数分裂; 染色体分配; 体細胞分裂; セントロメア; コヒーシン; シュゴシン; 動原体; 分裂酵母

本研究では、昨年度までに分裂酵母において減数分裂特異的な染色体分配を制御する因子の探索を行い、新規遺伝子sgo1^+(シュゴシン)を単離した。Sgo1は減数第一分裂に特異的に発現し、セントロメアに局在するタンパク質であった。さらに、遺伝子破壊株を用いた解析から、Sgo1は減数第一分裂においてコヒーシンRec8をセントロメアで分解から守り、姉妹セントロメア間の接着を保護するタンパク質であることを明らかにした。アミノ酸配列をもとにしたホモログ検索から、シュゴシンは真核生物に広く保存されたタンパク質であり、ヒトにおいても2つのシュゴシン様タンパク質が存在することが示唆された。そこで、これらをhSgo1、hSgo2と名付け、ヒトの培養細胞であるHeLa細胞を用いて機能解析を行った。hSgo1、hSgo2のそれぞれに特異的な抗体を作成し、免疫染色を行ったところ、いずれも体細胞分裂の分裂前期から中期までセントロメアに局在し、後期に消失するタンパク質であった。哺乳細胞における体細胞分裂では、分裂前期から中期までセントロメアにおけるコヒーシンが解離せずに保護され、それにより姉妹セントロメア間の接着が維持されることが分かっている。そこで、RNA干渉法によりhSgo1の機能破壊を行ったところ、分裂前期から中期までセントロメアにおいて保護されるべきコヒーシンが失われ、その結果、姉妹セントロメア間の接着が維持されずに失われてしまうことが分かった。これらのことから、hSgo1は減数分裂のみならず体細胞分裂においても機能し、分裂前期から中期までセントロメアのコヒーシンを解離から守ることにより姉妹セントロメア間の接着を保護するタンパク質であることが示唆された。

在这项研究中，截至去年，我们搜索了调节裂变酵母中减数分裂特异性染色体分布的因素，并分离了新型基因SGO1^+（sugosine）。 SGO1是一种在第一个减数分裂分裂中特异性表达的蛋白质，并位于丝粒中。此外，使用基因破坏菌株的分析表明，SGO1是一种蛋白质，可保护粘蛋白REC8免受减数分裂第一分裂期间centromeres降解的降解，从而保护姐妹centromeres之间的粘附。基于氨基酸序列的同源物搜索表明，sugosine是一种在真核生物中广泛保守的蛋白质，并且在人类中也存在两种sugosine样蛋白。因此，这些被称为HSGO1和HSGO2，并使用人培养的HeLa细胞进行功能分析。制备了对HSGO1和HSGO2特异性的抗体，制备并进行免疫染色，发现两者都位于体细胞分裂的前期到中期的centromeres，并迟到。已经发现，哺乳动物细胞中的体细胞分裂可保护中心粒的粘着蛋白在不解离的情况下从前期到中期，从而维持姐妹centromeres之间的粘附。因此，当使用RNA干扰法中断HSGO1时，发现在从前期到中期的中心粒中应保护的粘着素会丢失，从而导致姐妹中心粒之间的粘附损失而无需维护它们。这些结果表明，HSGO1不仅在减数分裂，而且在体细胞分裂中起作用，并且是一种蛋白质，可通过保护粘连蛋白免受从前期到中期的解离来保护姐妹centromeres之间的粘附。

项目成果

Tomoya S.Kitajima: "Rec8 cleavage by separase is required for meiotic nuclear divisions in fission yeast."EMBO Journal. 22・20. 5643-5653 (2003)

Tomoya S.Kitajima：“裂殖酵母减数分裂核分裂需要 Rec8 切割。”EMBO Journal 22・20（2003）。