Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

微小管 / 細胞骨格 / 染色体 / 細胞分裂 / 減数分裂 / 染色体分配 / 分裂酵母 / 細胞周期 / 配偶子形成 / 酵母 / 遺伝子

本研究では、微小管が細胞内で果たす新しい機能の発見とそのメカニズムの解明を目指した。その結果、分裂酵母の減数分裂において、微小管が核内の染色体の配置を転換させるという新機能が明らかになった。重要なことに、この染色体の配置転換は減数分裂の染色体分配が正しく起きるために必須であることがわかった。さらに、細胞内で微小管が形成される分子機構についても明らかにしたところ、Alp7-Alp14タンパク質複合体が微小管の形成に極めて重要な役割を担うことが分かった。

遺伝子 / 発現制御 / ゲノム / クロマチン / ヌクレオソーム / 転写制御 / DNA構造 / ヒストン / 出芽酵母 / 酵母

遺伝子発現におけるクロマチン機能に関する重要な問題の一つは、ヌクレオソームの配置決定とそのダイナミクスの機構である。本研究では、転写制御に着目し、出芽酵母ゲノム及びミニ染色体において、ヌクレオソームの配置を規定するシス因子としていくつかのDNAリピート配列を同定した。また、トランス因子としてクロマチンリモデリングIsw2複合体、ヒストン脱アセチル化酵素Rpd3、ピストンH3バリアントの機能を解析した。

ゲノム / 遺伝子 / 発現制御 / 転写制御 / クロマチン / ヌクレオソーム / ヒストン / 酵母

真核生物のゲノムDNAはヒストンと結合し、ヌクレオソーム、クロマチンとして核内に収納されている。遺伝子発現におけるクロマチンの機能を明らかにすることを目的として、まず、ヒト由来His_6タグ付ヒストンH3バリアントを酵母で発現させ、それを含む酵母ミニ染色体を容易に精製する系を構築した。さらに、ゲノム遺伝子座におけるヌクレオソーム配置のダイナミックな変化が、転写制御に本質的な機能を有することを示した。

酵母 / 脂肪酸 / 遺伝子 / クローニング

本研究は酵母Saccharomyces kluyveriの不飽和脂肪酸生合成経路及びその制御機構の解明を目的とし、多不飽和脂肪酸要求性株を相補する遺伝子のクローニング、Δ9デサチュラーゼ遺伝子(Sk-OLE1)及び脂肪酸生合成遺伝子(Sk-FAS1)のコードする酵素の基質特異性等の解析等を試みた。S.Kluyveriは、リノレン酸(18:3)を培地中に添加することで、その多不飽和脂肪酸生合成系が抑制されることが分かったことから、Differential Subtraction法を用いて、18:3を添加していないS.Kluyveriで多量に存在するmRNAを抽出し、cDNAライブラリーを作製した。このcDNAライブラリーから既知のΔ12デサチュラーゼで保存されている領域を基にしたプライマーに用いたPCRにより、3種類の増幅したDNA断片を分離した。これらを全て塩基配列決定に供したが、S.KluyveriのΔ12デサチュラーゼ遺伝子と推定されるDNA断片は得られていない。次に、クローニングした2つの遺伝子Sk-OLE1とSk-FAS1の基質特異性を解析するために、酵母S.cerevisiaeのSc-ole1-株及びSc-fas1-株を作製して、これらの株にSk-OLE1、Sk-FAS1遺伝子を各々導入し、得られた形質転換株の脂肪酸を分析した。その結果、S.KluyveriのΔ9デサチュラーゼはS.cerevisiaeのものに比べ、パルミチン酸(16:0)よりむしろステアリン酸(18:0)を基質とする傾向があることが分かった。一方、S.Kluyveriの脂肪酸合成酵素のβサブユニットはS.cerevisiaeのαサブユニットと複合体を形成し、機能することができることが分り、またS.cerevisiaeのものに比べ、パルミチン酸(16:0)をステアリン酸(18:0)よりも多く生合成する傾向があることが分かった。S.Kluyveriの生合成する脂肪酸には鎖長16と18が同程度含まれているので、予想外の結果となった。最後に、Sk-OLE1遺伝子の転写発現解析とそのプロモーター領域の構造解析を行った。S.Kluyveriを低温培養や不飽和脂肪酸を添加した培地での培養を行い、Sk-OLE1遺伝子の転写量を比較解析したところ、低温では転写量の減少が見られ、不飽和脂肪酸添加は転写量に影響しないことが分かった。

【研究協力者】
胡桃坂仁志	早稲田大学	理工学術院	教授	(Kakenデータベース)
MITCHELL Aaron P.	米国カーネーギーメロン大学	教授

【研究協力者】
MITCHELL Aaron P.	米国カーネーギーメロン大学	教授
胡桃坂仁志	早稲田大学	理工学術院	教授	(Kakenデータベース)
諸橋伸行	明星大学	大学院・理工学研究科・博士後期課程
伊藤沙弥香	明星大学	大学院・理工学研究科・博士前期課程
神庭昂平	明星大学	大学院・理工学研究科・博士前期課程
早川新一	明星大学	大学院・理工学研究科・博士前期課程
藤田仁	明星大学	大学院・理工学研究科・博士前期課程