出芽酵母におけるリボソームＲＮＡ遺伝子のコピー数維持機構の解明

酿酒酵母核糖体RNA基因拷贝数维持机制的阐明

基本信息

批准号：
12J03076
负责人：
佐々木真理子
金额：
$ 2.32万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

相同配列間で起こる組換えは、ゲノム再編成を引き起こし発達障害疾患や癌など多種多様の疾患原因となるにも関わらず、この組換え制御機構についてはほとんど分かっていない。本研究では、真核生物のゲノム中に多く存在するリピート配列間での組換え制御機構を理解するため、出芽酵母のリピート配列であるリボソームRNA遺伝子(rDNA)のコピー数維持機構の解明を目標とした。そのために、野生型と比べて異常なrDNAコピー数変動を示す変異体を網羅的に探索した結果、複製装置の構成因子をコードするCTF4遺伝子変異体においてrDNAの過剰増幅が起きていることが判明した。rDNAではDNA複製時にプログラムされた複製阻害が起こることが知られているが、ctf4変異体でのrDNA過剰増幅はこの複製阻害への応答欠損によって起こることも前年度までの研究から明らかとなった。rDNA領域内で複製阻害が起こると、DNA損傷の中で最も重篤であるDNA二重鎖切断(DSB)が生じる。当該年度の研究では、Ctf4タンパク質がこのDSB形成及び修復過程で機能するかどうかを調べることを目的し、以下の成果を得ることができた。（１）細胞同調及びサザンブロット法によって、複製阻害の結果生じるDSB形成及び修復キネティクスを定量的に解析できる実験系を確立した。（２）その結果、ctf4変異体では野生型よりも高頻度でDSBが生じるだけでなく、DSB修復過程で生じる中間体の可能性が高いDNA分子が異常なレベルで蓄積していることが明らかとなった。先行研究からCtf4タンパク質は複製装置の一因として効率的なゲノム複製を促進すると考えられていたが、本研究では、Ctf4タンパク質がrDNA配列の過剰増幅を抑制するために必要であるだけでなく、rDNA内での複製阻害に正しく応答しDSB形成を抑制する重要な働きを担うことを明らかにすることができた。

尽管同源序列之间发生的重组会导致基因组重排并引起多种疾病，包括发育障碍和癌症，但对这种重组控制机制知之甚少。在这项研究中，为了了解真核生物基因组丰富的重复序列之间的重组控制机制，其目标是阐明核糖体RNA基因（rDNA）的拷贝数维持机理，这是萌芽酵母的重复序列。因此，我们全面搜索了与野生型相比表现出异常rDNA拷贝数波动的突变体，并发现在编码复制装置组成因子的CTF4基因突变体中发生过多的rDNA扩增。尽管众所周知，在rDNA中DNA复制期间发生了程序复制抑制，但上一年的研究还表明，由于对这种复制抑制的反应有缺陷，CTF4突变体中的rDNA过度增加发生了。复制抑制发生在rDNA区域内，导致最严重的DNA损伤，DNA双链断裂（DSB）。今年的研究旨在研究CTF4蛋白在此DSB形成和修复过程中的功能，并实现了以下结果：（1）能够定量分析DSB形成和修复动力学的实验系统是通过细胞调节和Southern Plotting确定了由复制抑制作用而导致的。（2）结果，发现不仅DSB在CTF4突变体中比野生型更频繁地发生，而且DNA分子可能是DSB修复过程中发生的中间体的DNA分子在异常水平上积累。以前的研究认为，CTF4蛋白可以促进有效的基因组复制作为复制设备的一个因素，但是在这项研究中，有可能澄清CTF4蛋白不仅需要抑制RDNA序列的过度扩增，而且在正确响应复制抑制RDNA和DSB中的复制抑制作用中起重要作用。

项目成果

期刊论文数量（0）

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专利数量（0）

出芽酵母Ctf4タンパク質がリボソームRNA遺伝子のハイパー増幅を防ぐ分子機構

芽殖酵母Ctf4蛋白防止核糖体RNA基因过度扩增的分子机制

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mariko Sasaki;Sam E. Tischfield;Megan van Overbeek;Scott Keeney;佐々木　真理子
通讯作者：
佐々木　真理子

Mechanism by which the Saccharomyces cerevisiae Ctf4 protein prevents rDNA hyper-amplification

酿酒酵母 Ctf4 蛋白防止 rDNA 过度扩增的机制

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mariko Sasaki;Sam E. Tischfield;Megan van Overbeek;Scott Keeney;佐々木　真理子;佐々木　真理子
通讯作者：
佐々木　真理子

Evolutionarily diverse determinants of meiotic DNA break and recombination landscapes across the genome.

DOI：
10.1101/gr.172122.114
发表时间：
2014-10
期刊：
Genome research
影响因子：
7
作者：
Fowler KR;Sasaki M;Milman N;Keeney S;Smith GR
通讯作者：
Smith GR

Meiotic recombination initiation in and around retrotransposable elements in Saccharomyces cerevisiae.

DOI：
10.1371/journal.pgen.1003732
发表时间：
2013-08
期刊：
PLoS genetics
影响因子：
4.5
作者：
Sasaki M;Tischfield SE;van Overbeek M;Keeney S
通讯作者：
Keeney S

出芽酵母リボソームRNA反復配列のハイパー増幅を引き起こすctf4変異株の解析

导致酿酒酵母核糖体RNA重复序列超扩增的ctf4突变株分析

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mariko Sasaki;Sam E. Tischfield;Megan van Overbeek;Scott Keeney;佐々木　真理子;佐々木　真理子;佐々木真理子
通讯作者：
佐々木真理子

DOI：
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佐々木真理子其他文献

Stimuli-Responsive Metal Array Structure on the Hydrogel

水凝胶上的刺激响应金属阵列结构

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mariko Sasaki;Sam E. Tischfield;Megan van Overbeek;Scott Keeney;佐々木　真理子;佐々木　真理子;佐々木真理子;三友秀之・堀江健太・王国慶・松尾保孝・新倉謙一・谷武晴・納谷昌之・居城邦治
通讯作者：
三友秀之・堀江健太・王国慶・松尾保孝・新倉謙一・谷武晴・納谷昌之・居城邦治

DNA-mediated photocon version of AgCl to nanocrystals for bioimaging and photocatalysis

DNA 介导的 AgCl 光转换为纳米晶体，用于生物成像和光催化

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mariko Sasaki;Sam E. Tischfield;Megan van Overbeek;Scott Keeney;佐々木　真理子;佐々木　真理子;佐々木真理子;三友秀之・堀江健太・王国慶・松尾保孝・新倉謙一・谷武晴・納谷昌之・居城邦治;王国慶;居城邦治・王国慶・石川綾子・松尾保孝・新倉謙一・三友秀之;王国慶
通讯作者：
王国慶

DNA-Templated Fabrication of Nano Devices

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DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mariko Sasaki;Sam E. Tischfield;Megan van Overbeek;Scott Keeney;佐々木　真理子;佐々木　真理子;佐々木真理子;三友秀之・堀江健太・王国慶・松尾保孝・新倉謙一・谷武晴・納谷昌之・居城邦治;王国慶;居城邦治・王国慶・石川綾子・松尾保孝・新倉謙一・三友秀之
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DOI：
发表时间：
2013
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影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
正尾・Jain・ Larkin・McGauhey・松本

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DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mariko Sasaki;Sam E. Tischfield;Megan van Overbeek;Scott Keeney;佐々木　真理子;佐々木　真理子;佐々木真理子;三友秀之・堀江健太・王国慶・松尾保孝・新倉謙一・谷武晴・納谷昌之・居城邦治;王国慶
通讯作者：
王国慶