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分裂酵母における反復配列上での恒常的ヘテロクロマチン形成・維持機構
村上洋太
北大院理・化・生物有機化学研究室
真核生物の恒常的ヘテロクロマチンはヒストンH3の9番目のリジンのメチル化(H3K9me)で規定される。ほとんどの真核生物で恒常的ヘテロクロマチンは反復配列上に存在し、相同組み換えを介したゲノム再編防止に機能している。また、多くの真核生物で外部から遺伝子導入をおこなうと、tandem repeatを形成しゲノムに挿入され、その領域でヘテロクロマチン化がおこり遺伝子発現が抑制されることが観察されている。しかし反復配列とヘテロクロマチンをリンクする機構はわかっていない。我々はヘテロクロマチン研究の優れたモデル系である分裂酵母を用いてこの問題に取り組んだ。分裂酵母はペリセントロメア、テロメア領域にdg/dhと呼ばれる共通配列をもち、この配列から転写されるncRNAにより誘起されるRNAiシステムが恒常的ヘテロクロマチンを形成する。この系の解析からユークロマチン上の異所的ヘテロクロマチン（H3K9me）を除去するJmjCタンパク質Epe1がdg/dh配列ではRNAiに必要なncRNAの転写を活性化しヘテロクロマチン維持を行うことを見いだした。さらにEpe1によるヘテロクロマチン維持にはdg/dh配列に散在している多数の転写開始点からのncRNA転写の活性化が重要であることが示唆された。この多数の転写開始点を模倣するためにmRNAをコードする通常の遺伝子のタンデムリピートを作成しゲノムに挿入した株を作製した。この遺伝子を標的とするsiRNAをヘアピンRNAから人為的に供給すると、多コピーのリピートでは効率良くRNAi依存ヘテロクロマチンが形成された。さらにその領域で自律的にRNAi系が作動し始め、ヘアピンRNAを除いてもこの自律的RNAiによりヘテロクロマチンが安定に維持される。この自律的なRNAi系の作動にはdg/dh領域と同様Epe1が必要であった。一方、シングルコピーを標的に同様の実験をおこなうとEpe1はRNAiの活性化ができずヘテロクロマチンを除去する。これらの結果は、テロクロマチン除去因子Epe1の機能を反復配列がヘテロクロマチン維持を促す方向に変えていることを示している。この講演では実験結果の詳細とそこから得られる洞察を議論したい。
Mechanism of heterochromatin formation on repeated sequences in fission yeast
Yota Murakami