可動性遺伝因子による部位特異的染色体切断を利用した組換えの研究

利用移动遗传元件进行位点特异性染色体断裂的重组研究

• 批准号: 18870024
• 负责人: 福田 智行
• 金额: $ 1.74万
• 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 Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18870024/
• 关键词: 減数分裂; 組換え; 出芽酵母; 二重鎖切断; Spoll; VDE; Spo11

減数分裂期組換えは、Spollタンパク質が染色体DNAを切断することで開始され、切断が相同染色体を鋳型とした相同組換えで修復されることで完了する。この際の各染色体上には、SpollによるDNA切断が高頻度に生じる箇所(ホットスポット)が集中する領域(ホットドメイン)と、切断がほとんど生じない領域(コールドドメイン)とが特徴的に分布する。こうした減数分裂期組換えの位置を制御する機構の解明を目的として、出芽酵母の染色体にSpollや他のヌクレアーゼをターゲッティングすることで人為的な切断を導入するというアプローチを試みた。その結果、Spollを強制的にコールドドメインに結合させても切断は著しく妨げられることが明らかになった。更に、ホットドメインではSpollが多量体化して切断反応を活性化するのに対し、コールドドメインではたとえ染色体に結合しても単量体のままであることを見いだした。以上から、染色体領域に依存したSpollの活性化あるいは抑制機構の存在が示唆された。次に、ホットスポット近傍に人為的な染色体切断を引き起こし、その効果を解析した。その結果、導入した切断がホットスポットでの切断を抑制することを観察した。この効果は広範囲(30kb以上)に渡って見られ、導入した切断の活性が高いほどより強く作用していた。また、抑制効果は切断の生じた染色体上だけでなく、切断が生じていない相同染色体上のホットスポットにも作用していた。一方、ホットスポットの必要条件を満たした箇所が近傍に複数存在している場合には、切断の活性化をめぐって互いが競合することと、この競合は同一染色体にのみに作用し、相同染色体上へは作用しないこととを明らかにした。かくして、減数分裂期組換えが特定の領域でごく少数だけ起きるように、切断の前後で複数の制御が存在していることが示唆された。

Meiosis group in え は, Spoll タ ン パ ク qualitative が chromosome DNA を cut す る こ と で began さ れ, cut off the same が chromosome を type where と し た in same group え で repair さ れ る こ と finished で す る. こ の interstate の each chromosome に は, Spoll に よ る DNA cut が high frequency に raw じ る a by (ホ ッ ト ス ポ ッ ト) が concentrated す る areas (ホ ッ ト ド メ イ ン) と, cutting が ほ と ん ど raw じ な い areas (コ ー ル ド ド メ イ ン) と が に distribution of 徴 す る. こ う し た meiosis group in え の position を suppression す る institutions の interpret を purpose と し て, budding yeast の chromosome に Spoll や he の ヌ ク レ ア ー ゼ を タ ー ゲ ッ テ ィ ン グ す る こ と で artificial な cut を import す る と い う ア プ ロ ー チ を try み た. そ の results, Spoll を mandatory に コ ー ル ド ド メ イ ン に combining さ せ て も cut は the し く hinder げ ら れ る こ と が Ming ら か に な っ た. More に, ホ ッ ト ド メ イ ン で は Spoll が quantity body is changed more し て cut off against 応 を activeness す る の に し, seaborne コ ー ル ド ド メ イ ン で は た と え chromosome に combining し て も 単 quantity body の ま ま で あ る こ と を see い だ し た. The above ら ら and the に in the field of chromosomes rely on the <s:1> たSpoll <s:1> activation ある and the <s:1> <s:1> inhibitory mechanism <e:1>, which indicates が. The に and ホットスポット are close to the に of artificial な chromosome cleavage を, which leads to the を effect of そ and そ を を. Analysis of た た. Youdaoplaceholder0 そ result, import た cut off がホットスポットで がホットスポットで cut off を inhibition する とを観 とを観 observe た た. こ の unseen fruit は hiroo van 囲 (more than 30 KB) に crossing っ て see ら れ, import し た cut の high active が い ほ ど よ く function strongly り し て い た. ま た, inhibition of unseen fruit は cut の raw じ た だ locus on a chromosome け で な く, cut off the が じ て い な on the same chromosome い の ホ ッ ト ス ポ ッ ト に も role し て い た. Party, ホ ッ ト ス ポ ッ ト の necessary を against た し た a が by nearly exist alongside に plural し て い る occasions に は, cutting の activeness を め ぐ っ て mutual い が co-opetition す る こ と と, こ は の phenomenon in the same chromosome に の み し に action, on the same chromosome へ は role し な い こ と と を Ming ら か に し た. か く し て, meiosis in え が の particular area で ご く minority だ け up き る よ う に, before and after the cut off の で plural の suppression が exist し て い る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

Cdc7-dependent phosphorylation of Mer2 facilitates initiation of yeast meiotic recombination

• DOI: 10.1101/gad.1626608
• 发表时间: 2008-02-01
• 期刊: GENES & DEVELOPMENT
• 影响因子: 10.5
• 作者: Sasanuma, Hiroyuki;Hirota, Kouji;Ohta, Kunihiro
• 通讯作者: Ohta, Kunihiro

"酵母のすべて"分担執筆「組換え、修復、突然変異」

《关于酵母的一切》合着《重组、修复、突变》

• 发表时间: 2007
• 作者: 福田 智行;太田 邦史
• 通讯作者: 太田 邦史

Conditional genomic rearrangement by designed meiotic recombination using VDE (PI-SceI) in yeast.

在酵母中使用 VDE (PI-SceI) 通过设计减数分裂重组进行条件基因组重排。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Mol. Genet. Genomics 278
• 作者: Fukuda T.;Ohya Y.;Ohta K.
• 通讯作者: Ohta K.

Multiple mechanisms govern the distribution of meiotic recombination through the control of Spollp-mediated double-strand break formation

多种机制通过控制 Spollp 介导的双链断裂形成来控制减数分裂重组的分布

• 发表时间: 2007
• 作者: Fukuda T;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Targeted induction of meiotic double-strand breaks reveals chromosomal domain-dependent regulation of Spoll and interactions among potential sites of meiotic recombination

减数分裂双链断裂的靶向诱导揭示了 Spoll 的染色体结构域依赖性调节以及减数分裂重组潜在位点之间的相互作用

• 发表时间: 2008
• 期刊: Nucleic Acids Research 36
• 作者: Fukuda T;et. al.
• 通讯作者: et. al.