染色体高次構造による遺伝的組換え開始制御

研究目的：染色体高次構造を介した遺伝的組換えの開始制御機構を、分子レベルで詳細に明らかにする。減数分裂期の染色体は、DNA複製完了後に「軸」と「ループ」と呼ばれる特殊な高次構造を形成し、「ループ」に存在する「組換えホットスポット」が、空間的に隔たれた「軸」と相互作用することで、遺伝的組換えが開始される。申請者は一昨年、分裂酵母において複製チェックポイントの制御下にある「Mde2」という因子が、DNA複製完了後に初めて発現して「軸」と「ループ」の相互作用を仲介し、遺伝的組換えを開始させるという分子機構を明らかにした。これにより、時間的・空間的に巧妙に制御された遺伝的組換え開始制御の実態が明らかになった。本研究ではまず、生化学的・構造生物学的解析によりMde2の機能をより詳細に明らかにすることを目的とした。また、出芽酵母においても軸-ループ相互作用の基盤因子を同定することを目的とし、さらに、ヒストン修飾因子及び転写因子との関係性についても検証を行った。研究成果：分裂酵母Mde2、及び、Mde2と共に組換えホットスポットに結合するRec15-Rec7-Rec24複合体をHEK293T細胞内で過剰発現し、4者複合体をin vitroにおいて共沈することに成功した。出芽酵母においては、軸-ループ相互作用への関与が先行研究により報告されているSpp1、Spp1と共に転写制御に重要な役割を果たすRNA polymerase II、基本転写因子群（GTFs）、及びMediator複合体の局在をChIP-seq法を用いてゲノムワイドに検証した。その結果、Spp1に加えてMediator複合体が軸部（コヒーシン結合部位）に局在することを明らかにした。ホットスポットが転写開始点近傍に位置し、Mediator複合体の結合と相関を示すことから、軸-ループ相互作用にMediator複合体が関与する可能性が示唆された。

研究目的：染色体高次構造を介した遺伝的組換えの開始制御機構を、分子レベルで詳細に明らかにする。減数分裂期の染色体は、DNA複製完了後に「軸」と「ループ」と呼ばれる特殊な高次構造を形成し、「ループ」に存在する「組換えホットスポット」が、空間的に隔たれた「軸」と相互作用することで、遺伝的組換えが開始される。申請者は一昨年、分裂酵母において複製チェックポイントの制御下にある「Mde2」という因子が、DNA複製完了後に初めて発現して「軸」と「ループ」の相互作用を仲介し、遺伝的組換えを開始させるという分子機構を明らかにした。これにより、時間的・空間的に巧妙に制御された遺伝的組換え開始制御の実態が明らかになった。本研究ではまず、生化学的・構造生物学的解析によりMde2の機能をより詳細に明らかにすることを目的とした。また、出芽酵母においても軸-ループ相互作用の基盤因子を同定することを目的とし、さらに、ヒストン修飾因子及び転写因子との関係性についても検証を行った。研究成果：分裂酵母Mde2、及び、Mde2と共に組換えホットスポットに結合するRec15-Rec7-Rec24複合体をHEK293T細胞内で過剰発現し、4者複合体をin vitroにおいて共沈することに成功した。出芽酵母においては、軸-ループ相互作用への関与が先行研究により報告されているSpp1、Spp1と共に転写制御に重要な役割を果たすRNA polymerase II、基本転写因子群（GTFs）、及びMediator複合体の局在をChIP-seq法を用いてゲノムワイドに検証した。その結果、Spp1に加えてMediator複合体が軸部（コヒーシン結合部位）に局在することを明らかにした。ホットスポットが転写開始点近傍に位置し、Mediator複合体の結合と相関を示すことから、軸-ループ相互作用にMediator複合体が関与する可能性が示唆された。