正井_2 of 非コードDNA

東京都医学総合研究所
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染色体は核内で、機能ドメインに区分され、コンパクトにパッケージ収納されると考えられる。しかし、この染色体の機能ドメイン形成と核内染色体高次構築の制御機構とその核機能制御における役割は大部分不明である。最近の研究から、染色体複製のタイミングを規定する複製タイミングドメインは、細胞ごとに特有のパターンを示すゲノムワイドのエピゲノム情報であり、そのパターンは、染色体の機能ドメインと密接に関連していることが明らかになりつつある。私たちは分裂酵母の遺伝学的解析から複製起点の活性化のパターンを制御する因子を複数同定した。その中のひとつテロメア結合因子Rif1は分裂酵母の複製開始部位の選択とタイミングの制御に深く関与することを発見した。ヒトRif1ホモログは、テロメア制御には関与しないが、その発現抑制により、複製タイミングドメインがゲノムワイドで大きく変動することを見出した。特にS期中期の複製タイミングドメインが特異的に消失する。又、Rif1はM期後期/G1初期にクロマチンのDNaseI不溶性画分に結合し、そのパターンはS期中期の複製fociと共局在する。さらに、Rif1はクロマチンループサイズを制御する。上記の結果から、Rif1は、クロマチンループの形成を介してS期中期の複製タイミングドメインを規定する可能性を提唱した。Rif1は未分化ES細胞で高いレベルで発現され、分化誘導とともに急激に減少する。またノックアウトマウスは胎生8-9日で死亡する。さらに最近、分裂酵母Rif1は、非コード領域内の特異的な配列に依存して染色体に結合し、その周りの広い領域の複製開始を抑制する事を見出した。本研究では1) Rif1が非コード領域の特異的配列に依存して結合し、 それによりクロマチンループの形成を制御するメカニズム、2) これが複製、組換え、転写等の染色体タイナミクスを制御するメカニズム、3) Rif1機能の細胞周期制御、4) Rif1の未分化能維持における役割、5) 組織•臓器の発生の過程でのRif1の機能、などの解析を通じて、Rif1による核内染色体構築とその生物学的意義を解明したい。