背景
真核生物の染色体は、一般的に動原体とpericentromericクロマチンでタンデムリピートで豊富な衛星DNAの領域を持っています。 動原体ヘテロクロマチンは、動原体機能を確立し、忠実な染色体分離を可能にすることがよく知られている。 しかし、中心周囲衛星DNAの役割は、特にタンパク質コーディングと種間の保全の欠如のために、あまり理解されていません。 これまでの研究では、特定の文脈でのみ役割が示されていましたが、特にゲノム中の豊富さを考えると、真核生物の衛星DNAにはより中心的な役割があるかどうかは知られていません。
この新しいプレプリントを用いて、Jagannathan、Cummings、Yamashitaは、核組織を維持するために、染色体センターの形成と役割、または複数の染色体のバンドルを議論する最近のeLife 彼らは、ゲノム中のすべてのショウジョウバエmelanogaster染色体がchromocentersにどのようにバンドルすることができ、複数の衛星Dnaとそれらの対応するDNA結合タンパク質がどのようにこのプロセスを一緒に調節することができるかなど、いくつかの新しい問題に取り組んでいます。
主要な発見
彼らの以前の研究では、染色体X、Y、および4を染色体に束ねる役割を持つタンパク質D1が同定されていたため、グループはゲノム内のすべての染色体が染色体にグループ化される方法に対処するために、d.melanogasterの主要な常染色体である2番染色体と3番染色体に注意を向けた。 これにより、彼らはProd（増殖破壊）タンパク質によって結合された常染色体上のより長い衛星リピートを発見するようになった。 Prod機能を破壊することは、最終的に細胞死をもたらし、小核形成と増加したDNA損傷につながった。 これは、D1変異体を用いた以前の研究でも見られました。 興味深いことに、D1変異は生殖系列に影響を与えたが、prod変異は、このように両方がそれらの同様のchromocenter形成機能にもかかわらず、異なる組織に作用するこ しかし、D1prod二重変異体は、胚の段階を過ぎて開発するために失敗し、衛星DNAを介してchromocenter形成の本質的な要件を確立し、小核を増加させています。
この時点で、JagannathanとCummingsらは、ProdとD1が衛星DNAを介して染色体をクラスター化することを確立しました。 しかし、両方のタンパク質が異なる染色体セットに作用するので、ゲノム全体の染色体セットはどのように核にカプセル化されていますか？ ProdとD1は、弱いまたは一過性の相互作用のみを示唆し、免疫沈降を介して一緒に相互作用していないようでした。 ライブイメージングを通じて、D1焦点とProd焦点が簡単に触れてから分離した「kiss and run」相互作用を発見し、chromocenter形成の動的プロセスを示した。 Prod変異体は、核およびその逆に欠陥のあるD1クラスタリングを示したので、両方のタンパク質は、同様に他の機能的存在に相互に依存しているよ この相互依存性は、ゲノム内のすべての染色体の束を確立するためのネットワークを提供する。
要約すると、JagannathanとCummingsらは、ProdとD1が両方のタンパク質がそれぞれの衛星DNA配列に結合し、すべての染色体を染色体センターに持ち込み、最終的に全ゲノムを核に適切にパッケージ化するネットワークを作成することを実証している。 彼らの研究は、ProdとD1摂動の分子と細胞の生物学的影響だけでなく、これらのタンパク質と衛星DNAの進化的意義にも対処し、衛星DNAの重要性を示
著者への質問
elifeの研究では、D1の損失が小核を主核から発芽させることが示されています–prodの損失は小核形成を同じように引き起こしますか？
ProdとD1は、一時的な”キスとラン”相互作用とは別に、他のタンパク質と相互作用しますか？ これらのタンパク質は、核の完全性および/またはゲノムの包装に関連する他のプロセスで機能することが知られていますか？
4本以上の染色体を持つ生物では、より大きなゲノムをより多くの染色体で束ねるために、染色体中心を形成する衛星DNA結合タンパク質の数が必
この議論では、D.simulansにはd.melanogaster Prodに結合する衛星DNAがないことが言及されているので、D.simulansのProd様タンパク質は何であり、構造と機能においてD.melanogaster
タグ：細胞生物学、ショウジョウバエ、ショウジョウバエ、遺伝学、ゲノムパッケージング、衛星dna
投稿日：2018年12月11日
doi：https://doi.org/10.1242/prelights.6160