異数性出芽酵母における染色体不安定性の核型決定因子

癌細胞および出芽酵母の最近の研究は、異常な染色体数を持つ状態である異数性が、染色体不安定性の上昇（CIN）、すなわち、染色体を獲得して大頻度で喪失する傾向と相関することを示しています。ここでは、ランダムな減数分裂プロセスを通じて得られた1Nと2Nの間の倍数性を伴う完全に同質性異数化酵母株の核型のダイナミクスを観察することにより、異数性誘発性CINの根底にある倍数性および染色体特異的決定因子を調査しました。異数性株は、さまざまなレベルの全染色体不安定性（すなわち、染色体の増加と損失）を示しました。CINは、予期せぬ方法で細胞の倍数性と相関しています。半数体状態に近い染色体含有量を持つ細胞は、1.5〜2Nの間の見かけの倍数性を示す細胞よりも大幅に安定しています。有糸分裂系による正確な染色体分離能力は、染色体のフルセットがゲノムに追加されるたびに、個別のステップを介して発生する可能性がありますが、染色体のフルセットを介して発生する可能性があります。このような一般的な倍数性関連の効果に加えて、CINは、特定の染色体染色体の存在と、特定の染色体ペア間の投与量の不均衡にも関連しています。我々の発見は、癌の進化における遺伝子中心とゲノム中心の理論の間の分裂を調和させる可能性があります。

Recent studies in cancer cells and budding yeast demonstrated that aneuploidy, the state of having abnormal chromosome numbers, correlates with elevated chromosome instability (CIN), i.e. the propensity of gaining and losing chromosomes at a high frequency. Here we have investigated ploidy- and chromosome-specific determinants underlying aneuploidy-induced CIN by observing karyotype dynamics in fully isogenic aneuploid yeast strains with ploidies between 1N and 2N obtained through a random meiotic process. The aneuploid strains exhibited various levels of whole-chromosome instability (i.e. chromosome gains and losses). CIN correlates with cellular ploidy in an unexpected way: cells with a chromosomal content close to the haploid state are significantly more stable than cells displaying an apparent ploidy between 1.5 and 2N. We propose that the capacity for accurate chromosome segregation by the mitotic system does not scale continuously with an increasing number of chromosomes, but may occur via discrete steps each time a full set of chromosomes is added to the genome. On top of such general ploidy-related effect, CIN is also associated with the presence of specific aneuploid chromosomes as well as dosage imbalance between specific chromosome pairs. Our findings potentially help reconcile the divide between gene-centric versus genome-centric theories in cancer evolution.