プレスリリース資料

　DNAを運ぶ染色体は、細胞分裂のたびに新たな細胞へと正確に分配されていきます。染色体分配に異常がおこると、細胞に様々な問題がおきます。がんを始めとする各種遺伝性疾患の多くは、染色体の分配不全が原因でおきています。したがって、染色体分配についての研究は、基礎生物学の知識探求としてだけでなく、医科学的にも重要な課題です。 この染色体分配に重要な働きを担うのがセントロメアです。セントロメアは染色体の中央部に存在し、染色体が引っ張られるための足場として働いています。正確な染色体分配がおこるためには、染色体のある一カ所にセントロメアが形成されなければなりません。しかしながら、セントロメアはどのように形成されるのかと言うメカニズムは不明であり、世界中の研究者が熱心に探究してきました。 これまでにわかっていたことは、長いひも状のDNAが巻き付くヒストンというタンパク質の特徴が、セントロメア形成に大きく関わっているということです。つまり、DNAは8個のヒストンに巻き付いていますが、そのうちの一部に「CENP-A」というヒストンが含まれていると、そこにセントロメアが形成されます。 しかし、単純にCENP-Aが存在するだけでは、セントロメアは形成できません。そこで、我々は、CENP-Aを活性化する分子スイッチが存在するのではないかと予想しました。 今回の実験で我々が明らかにしたのは、この分子スイッチです。我々は詳細な解析を行った結果、DNAが巻き付くヒストンとしてCENP-Aが取り込まれた後、残りのヒストンのうちのH4という種類のヒストンに特別な修飾が加わると、セントロメア形成が起こることを明らかにしました。この特別な修飾とは、ヒストンH4の20番目のリシン（Lys）残基がメチル化されることです。 セントロメア形成の分子スイッチを発見できたのは、高精度のゲノム解析や染色体工学を活用した技術開発によります。これらの実験により、この分子スイッチがセントロメア形成に必須であることを証明できました。 この分子スイッチを操作することによって、将来的にはがんをはじめとする染色体分配不全が原因でおこる各種遺伝性疾患の解明・治療も可能になると考えています。

（左）セントロメア形成のモデル。
1.) CENP-AがHJURPという分子の介在でセントロメアへ取り込まれる。2) CENP-A近傍のH4の20番目のリシン残基がメチル化される (H4K20me1修飾:　分子スイッチON)。 3) 分子スイッチを引き金にセントロメア形成がおこる。

（右）今回の掲載誌の表紙。
画家がキャンバスにむけて竜の絵を書いている。目に最後の一筆をいれると竜がキャンバスからとびだす。このコンセプトは、H4K20me1による分子スイッチによりセントロメア形成が達成されるというコンセプトと類似している。