分裂酵母のヘテロクロマチン形成に関与する新規遺伝子の同定とその解析

ヒストンH3のK9のメチル化(H3K9me)とHP1の集積で特徴づけられるヘテロクロマチンは、遺伝子発現を抑制する染色体ドメインである。分裂酵母では内在性のRNAi機構を介したヘテロクロマチン形成が起こる。つまり、ヘテロクロマチン領域よりncRNAの転写が起き、Rdp1(RNA.dependent RNA polymerase)によって生産されるdsRNAを基質としてDcr1(Dicer RNaseIII)がsiRNA(Small interfering RNA)を合成し、siRNAを取り込んだRITS(RNA-induced transcriptional silencing)複合体がクロマチン上にリクルートされ、ヒストンメチル化酵素がリクルートされる。我々は分裂酵母を用いた遺伝学的スクリーニングを行い、ヘテロクロマチン形成に必須な新規遺伝子としてdsh1+を単離した。遺伝学的、生化学的解析により、dsh1+がH3K9meとHP1の集積、およびsiRNA合成に必須の働きを持つことを明らかにした。また、Dsh1がRdp1、Dcr1と物理的に相互作用し、Rdp1-Dcr1の複合体形成に必須の役割を持つことを明らかにした。また、細胞生物学的な解析からDsh1,Dcr1,Rdp1が核周縁部にドットを形成して共局在する事を明らかにした。興味深い事に、dsh1変異株において、Dcr1の細胞内局在に変化は見られなかったが、Rdp1の核内ドットは消失していた。以上の結果から、Dsh1は核周縁部でRdp1、Dcr1を含むsiRNA合成装置の形成を促進している可能性が示唆された。この結果は、siRNA合成の場が核周縁部に区画化されていることを示唆する新たな発見だと考えられる。

ヒストンH3のK9のメチル化(H3K9me)とHP1の集積で特徴づけられるヘテロクロマチンは、遺伝子発現を抑制する染色体ドメインである。分裂酵母では内在性のRNAi機構を介したヘテロクロマチン形成が起こる。つまり、ヘテロクロマチン領域よりncRNAの転写が起き、Rdp1(RNA.dependent RNA polymerase)によって生産されるdsRNAを基質としてDcr1(Dicer RNaseIII)がsiRNA(Small interfering RNA)を合成し、siRNAを取り込んだRITS(RNA-induced transcriptional silencing)複合体がクロマチン上にリクルートされ、ヒストンメチル化酵素がリクルートされる。我々は分裂酵母を用いた遺伝学的スクリーニングを行い、ヘテロクロマチン形成に必須な新規遺伝子としてdsh1+を単離した。遺伝学的、生化学的解析により、dsh1+がH3K9meとHP1の集積、およびsiRNA合成に必須の働きを持つことを明らかにした。また、Dsh1がRdp1、Dcr1と物理的に相互作用し、Rdp1-Dcr1の複合体形成に必須の役割を持つことを明らかにした。また、細胞生物学的な解析からDsh1,Dcr1,Rdp1が核周縁部にドットを形成して共局在する事を明らかにした。興味深い事に、dsh1変異株において、Dcr1の細胞内局在に変化は見られなかったが、Rdp1の核内ドットは消失していた。以上の結果から、Dsh1は核周縁部でRdp1、Dcr1を含むsiRNA合成装置の形成を促進している可能性が示唆された。この結果は、siRNA合成の場が核周縁部に区画化されていることを示唆する新たな発見だと考えられる。