複製フォークによるS期とM期の連携機構の解明

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真核生物において、DNAの複製は複製起点と呼ばれるいくつかの複製開始点から開始され、複製フォークが両方向に進行し完了する。この過程で、複製フォークは転写を含む障害と衝突すると考えられるが、複製と転写がどのように協調して行われるかは不明な点が多い。複製と転写の関連を検討するため、当研究室では、分裂酵母において、ChIP-seq法により複製起点認識タンパク質(Orc複合体)および複製フォーク(Mcm複合体)の結合領域をゲノムワイドで決定し、また、RNA-seq法により複製期の遺伝子発現量を定量した。得られた複製起点の分布を解析したところ、複製起点はその多くが遺伝子間領域に局在しており、遺伝子上に局在する場合はその遺伝子の発現量が他の遺伝子の発現量より有意に低いことが明らかになった。また、複製起点両隣の遺伝子の向きを解析したところ、複製と同方向の配置が有意に存在していた。興味深いことに、複製起点両隣のさらに隣の遺伝子ではこの傾向は見られなかった。これは、原核生物でみられる、複製と転写はほぼ同方向である、という結果とは異なるものであった。さらに、Orc複合体の染色体上への結合後に、複製起点にリクルートされるMcm複合体の結合領域を用いて同様の解析を行ったところ、Mcm複合体が結合していない複製起点よりも、Mcm複合体が結合している複製起点において、より顕著に上記の傾向がみられた。このことから、複製起点の両隣に位置する遺伝子の発現、または転写因子などの作用によりMcm複合体が染色体上にリクルートされる、という仮説が考えられた。