ゲノム動態プロジェクト 主席研究員 加納 豊
真核生物の細胞内には、遺伝情報を担う染色体が折りたたまれて、核内に格納されています。核内での染色体の配置はその機能を制御する上で、重要な要因になっています。我々は、哺乳類細胞で核膜周辺に存在する Rif1が染色体に結合し、多量体形成をすることにより、染色体配置の核内配置に重要な機能を果たしている可能性を報告して来ました。哺乳類細胞 Rif1は、細胞種によりその発現量が異なっており、これが細胞特異的な核内の染色体構造に影響を与えると考えられます。
今回、私たちはRif1の発現量の変化が核内染色体構造や細胞増殖にどのように影響するか分裂酵母を用いて検証しました。Rif1の過剰な発現は細胞形態の異常と細胞死を引き起こしていることがわかりました。Rif1が過剰発現した細胞の形態や染色体の観察から、染色体の不均等分配等が起こっており、染色体の分配を担う微小管の伸長が停止している細胞が多く観察されました。染色体の核内の配置を注意深く観察すると、Rif1の過剰発現により染色体が核膜周辺に濃縮されていました。Rif1の過剰発現により染色体が核膜周辺に異常に繋ぎ止められ、染色体分配が正常に行われなかった可能性が示されました。一方、染色体結合能が欠失したRif1の過剰発現は、染色体の異常な核膜周辺への遷移や細胞死を誘導しませんでした。これらの結果から、Rif1が過剰発現すると、その染色体結合能に依存して染色体を核膜近傍に蓄積させ、染色体均等分配を阻害し、最終的に細胞死を誘導すると考えられます。これらの事実は、適切なRif1の発現が染色体の核内での配置調整に重要であることを示しています。
染色体の核内配置高次構造は、遺伝子発現や複製に大きな影響を及ぼします。その異常は、ゲノムの不安定性を誘導し、癌やその他の疾患発生の原因となります。Rif1は染色体の核内配置や、高次構造の制御によりゲノム複製や修復を制御する重要な因子です。今回の発見は、Rif1の発現異常により染色体の核内配置や、高次構造に異常をきたし、ゲノム不安定性の最も重要な要因である染色体分配過程に障害をもたらすことを示し、疾患発生の原因となる染色体異常の誘導のメカニズムに重要な知見をもたらすものです。
