まえがき生命の神秘は継承と進化によって創り上げられた設計図に従い、自ら情報をセンシング、プロセッシングして、コミュニケーションできるところにある。未来のICT技術にブレークスルーを起こすには、生物の情報処理システムの長所に学び、その原理を人工的に再現することも有効な手段である。生物情報を担っているのが染色体DNA（ウイルスの場合、RNAもある）で、そこに生命の設計図である遺伝情報が書かれている。染色体は自身の遺伝情報を次世代に継承するために、複製、分配、組換えや損傷修復を営むと同時に、生命活動を維持させるための遺伝子発現も制御している。これらの営みに見られる時間と空間的に高度に調和のとれた無数の複雑なプロセスを進行させるためには、個々の染色体間において密にコミュニケーションをする必要がある。染色体間のコミュニケーションは減数分裂期の相同染色体対合と組換えの時期に最も顕著である。減数分裂は卵子や精子をつくるときの細胞分裂で、1回の染色体複製の後に2回連続した染色体分離が続いて、その結果、2倍体の体細胞から1倍体の生殖細胞が生まれる。ヒトの細胞には、父母それぞれから受け継いだ2セット（23本×2）の染色体がある。対をなす同じ番号の染色体が相同染色体で、減数分裂においては、相同染色体の間で遺伝子交換（相同組換え）が行われる。そのため、遺伝子交換をする前に、まず、相同染色体はお互いに相手を見つけ、同じ方向に隣り合うように並んでおく必要がある。この相同染色体がお互いを認識し、空間的に近く並ぶ仕組みは染色体間コミュニ1ゲノム遺伝情報の多様化を実現する有性生殖では、異性の親世代由来の相同染色体がお互いを見つけて対合し、相同組換えを経て染色体の一部を交換しなければならない。相同染色体の相互認識に長鎖非コードRNA（略称lncRNA）の関与がこれまでの研究によって明らかになったが、その分子メカニズムの解明が待たれている。我々はlncRNAが対合に寄与する分子機構を解明するために、Sme2-lncRNAの結合タンパク質を検索した。その結果、多くの転写終結因子（Smpタンパク質）がlncRNAと結合して、lncRNAのインテグレート及びlncRNAの染色体滞留に関わることが分かった。すなわち、Smpタンパク質がlncRNAと一緒に染色体上に液‐液相分離したドロップレットを形成すること、同じlncRNAを含むドロップレット同士が近くにあると一つのドロップレットに融合することができることを明らかにした。この研究から、lncRNA・Smpタンパク質ドロップレットの融合が相同染色体を引き付ける原動力になることが示唆された。The diversity of genomic information is achieved through a sexual reproduction process called meiosis. During meiosis, homologous chromosomes from the parents find and pair with each other to exchange part of their chromosomes by homologous recombination. We have found that long noncoding RNA (lncRNA) is important for homologous chromosome pairing. To understand the underlying molecular mechanism, we screened for proteins that binding with lncRNA and as the result, we identified several transcription termination factors (Smp proteins) that involved in keeping the integrity and chromosome tethering of lncRNA, which are critical for pairing. The Smp proteins and lncRNA form liquid-liquid phase separated droplets on chromosomes. Only droplets having the same lncRNA can fuse with each other and this fusion may generate force in promoting pairing of homologous chromosomes.2-4 相分離で導く染色体間コミュニケーション2-4Inter-chromosomes Communications Mediated through Liquid-liquid Phase Separation丁 大橋DING Daqiao272 バイオ材料の知に学ぶ
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