セントロメア領域の複製機能解析-生命現象の統一理解を目指して-

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染色体DNAの複製は、様々な染色体維持機構と共役しながら進行するダイナミックなプロセスである。染色体分配や染色体の恒常性を保つ上で非常に重要な機能を担っているセントロメアやテロメアなどのヘデロクロマチン領域の複製制御様式は、染色体構造・機能と複製との関係を探る対象として非常に興味深い。我々や他のグループの解析から、分裂酵母染色体上のヘテロクロマチン領域(セントロメア、MAT、テロメア)のうちセントロメアとMATはS期初期、テロメアはS期後期という特定の時期に複製することが分かった。この観測結果はそれぞれのヘテロクロマチンの複製活性に対する特異的な制御を想起させる。そこでセントロメアの複製に着目し、複製制御メカニズムの有無、セントロメアの機能や構造と複製との関連について解析を進めた。これまでにヘテロクロマチン構造因子Swi6依存的に、複製因子Sld3のセントロメア、MAT結合が促進され、複製が活性化されていることを明らかにした。Sld3の結合は複製必須キナーゼDDKによっても制御されているが、興味深いことにDDKの制御ユニットDfp1はSwi6との結合モチーフを持つ。我々はDfp1のモチーフの点変異蛋白を作成し、in vitroでこのモチーフ依存的にDfp1とSwi6が相互作用することを確かめた。この点変異を分裂酵母に持たせたところ、Swi6の局在は正常にも関わらずセントロメア、MATの複製が遅延した。さらにswi6破壊株のセントロメア、MATに人為的にDfp1を局在させたところ、複製の遅延が抑制された。これらの結果からセントロメア、MATではヘテロクロマチン因子Swi6がDDKをリクルートすることで複製を活性化すると考えられる。最終年度ではこの成果をまとめ、国際的な学術誌であるnature cell biology誌に発表した。この結果は、ヘテロクロマチン因子は複製に対して抑制的に働くというこれまでのコンセンサスを覆すもので、クロマチン研究及び複製研究分野に対して大きなインパクトを与えるものと期待している。