クロマチン構造上における減数分裂期組換えの分子機構

本研究は、相同組換え酵素RAD51およびDMC1の機能差異を明らかにし、減数分裂期組換えの分子機構を明らかにすることを目的とする。本年度はクロマチン構造上におけるRAD51とDMC1の機能差異に着目し、研究を行った。これまでに申請者は、DMC1-単鎖DNA複合体のヌクレオソームに対する結合性は、RAD51と比較して著しく低いことを見出している。本年度では、ヌクレオソームがDMC1-単鎖DNA複合体の結合を阻害する理由を明らかにすることを試みた。そこで、ヌクレオソームを構成するヒストンのN末端(ヒストンテール)に着目し、H2A、H2B、H3、H4のそれぞれのヒストンテールを欠損させたヌクレオソームを試験管内で再構成した。再構成したヌクレオソームを用いて、ヒストンテールがRAD51-単鎖DNA複合体およびDMC1-単鎖DNA複合体のヌクレオソームに対する結合性に与える影響を解析した。その結果、ヒストンテールはDMC1-単鎖DNA複合体のヌクレオソームに対する結合を阻害することを明らかした。本年度は新たな研究展開として、減数分裂期組換えにおけるシナプトネマ複合体の機能に着目し、研究を開始した。シナプトネマ複合体は、減数分裂期特異的な染色体構造であり、減数分裂期組換えの進行に必須である。シナプトネマ複合体構成因子の中でも、lateral elementを構成するSYCP3は減数分裂期組換えにおいて重要な役割を果たすことが、マウスを用いた解析から明らかになっている。そこで、SYCP3をリコンビナントタンパク質として精製し、SYCP3がRAD51とDMC1の相同的対合反応に与える影響を解析した。その結果、SYCP3はRAD51依存的な相同的対合反応を阻害するのに対し、DMC1依存的な相同的対合反応には影響を与えないことがわかった。現在、これらの分子機構の解明に向けた解析を行っている。

本研究は、相同組換え酵素RAD51およびDMC1の機能差異を明らかにし、減数分裂期組換えの分子機構を明らかにすることを目的とする。本年度はクロマチン構造上におけるRAD51とDMC1の機能差異に着目し、研究を行った。これまでに申請者は、DMC1-単鎖DNA複合体のヌクレオソームに対する結合性は、RAD51と比較して著しく低いことを見出している。本年度では、ヌクレオソームがDMC1-単鎖DNA複合体の結合を阻害する理由を明らかにすることを試みた。そこで、ヌクレオソームを構成するヒストンのN末端(ヒストンテール)に着目し、H2A、H2B、H3、H4のそれぞれのヒストンテールを欠損させたヌクレオソームを試験管内で再構成した。再構成したヌクレオソームを用いて、ヒストンテールがRAD51-単鎖DNA複合体およびDMC1-単鎖DNA複合体のヌクレオソームに対する結合性に与える影響を解析した。その結果、ヒストンテールはDMC1-単鎖DNA複合体のヌクレオソームに対する結合を阻害することを明らかした。本年度は新たな研究展開として、減数分裂期組換えにおけるシナプトネマ複合体の機能に着目し、研究を開始した。シナプトネマ複合体は、減数分裂期特異的な染色体構造であり、減数分裂期組換えの進行に必須である。シナプトネマ複合体構成因子の中でも、lateral elementを構成するSYCP3は減数分裂期組換えにおいて重要な役割を果たすことが、マウスを用いた解析から明らかになっている。そこで、SYCP3をリコンビナントタンパク質として精製し、SYCP3がRAD51とDMC1の相同的対合反応に与える影響を解析した。その結果、SYCP3はRAD51依存的な相同的対合反応を阻害するのに対し、DMC1依存的な相同的対合反応には影響を与えないことがわかった。現在、これらの分子機構の解明に向けた解析を行っている。