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SAGAとの相互作用因子が転写される遺伝子の限局的な拡散を核膜に限定する

Nature 441, 7094 doi: 10.1038/nature04752

遺伝子の転写状態の変化は、核内空間における遺伝子の位置の変化と関係づけられてきた。レポーター遺伝子を核膜につなぎ止めるだけでも抑制は可能であり、最近の報告によれば、いくつかの特定の遺伝子は活性化の後、より核周辺部に接近することもわかっている。これらの現象の基礎となる分子機序は依然として明らかではない。本論文では、生きた酵母(Saccharomyces cerevisiae)細胞において単一の遺伝子座の動的な3次元追跡を行い、GAL遺伝子群(GAL7GAL10GAL1)の活性化により運動性が制限されることを示す。GAL遺伝子座は限局的な拡散運動を示すが、活性化後は、それが核膜に沿った2次元のすべり運動へと制限されることがわかった。活性化後のRNA蛍光in situハイブリダイゼーションによる解析では、核内に残る遺伝子座よりも周辺部に拘束されているGAL遺伝子のほうが高い転写活性をもつことが示されている。この拘束は、SAGAヒストンアセチルトランスフェラーゼ複合体のメンバーであるSus1、Ada2、およびメッセンジャーRNA核外輸送因子Sac3が仲介しており、活性化したGAL遺伝子を核膜孔複合体成分Nup1に物理的に結びつける。ADA2またはNUP1を欠失させると、GAL1の転写は影響を受けず、核周囲へのGALの拘束が解かれる。このことから、GAL遺伝子の核周辺部への拘束には転写活性化が必須であるが十分ではないことがわかる。活性化したGAL遺伝子が核膜孔複合体の内側へつながれるようすがリアルタイムで動的に観察されたことは、「遺伝子ゲート(gene gating)」仮説とも一致する。

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