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レプリソーム形成と安定化機構の解明

Research Project

Project/Area Number 10J04745
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Molecular biology
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

菅家 舞  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordsDNA複製 / AID法 / Mcm10 / zinc finger / Mcm2-7 / RPA / CMG複合体 / 分裂酵母
Research Abstract

細胞が増殖するためには遺伝情報を担うDNAを正確に複製する必要がある。DNA複製は、DNAヘリカーゼであるMCM複合体の複製開始点結合と活性化を経て開始する。MCMは、開始点にロードされるときは二重鎖DNAにdouble hexamerとして結合するが、活性化後はsingle hexamerが一本鎖DNAに結合していると考えられている。しかし、どのようにしてその変化が起こるのかはよく分かっていない。MCMの活性化段階では、GINS、Cdc45などの因子がMCMに集合することが必要である。複製フォークにおいてMCMはGINS、Cdc45と強固な複合体(CMG複合体)を形成しており、これがヘリカーゼの核であると考えられている。複製フォークにおいてGINS,Cdc45はMcm2-7とCMG複合体(Cdc45-Mcm2-7-GINS)を形成しており,これがヘリカーゼの核であると考えられている。Mcm10は真核生物で保存された因子であり、複製開始に必要であること、また複製フォークにも局在することから、Mcm10の機能を理解することでMCMヘリカーゼの活性化メカニズムを知ることが出来るのではないかと考えた。私は条件誘導的蛋白質分解法(AID法)を分裂酵母で開発・構築し(Kanke et al.,2011)、この方法を用いてMcm10を細胞から除去して解析を行った。その結果、Mcm10がなくても複製開始点上にCMG構成因子が集合することを見出した。このとき、一本鎖DNAに結合するRPAやDNA Pol α,δの複製開始点結合は大幅に減少していたことから,開始点DNAの二重鎖開裂は起こっていないと考えられる。興味深いことに、Mcm10除去条件で,保存されたzinc fingerモチーフにアミノ酸置換を導入した変異Mcm10蛋白を発現させると、この蛋白は複製開始点に結合するがRPAの結合は誘起されなかった。さらにこの変異によりMcm10同士のself-interactionと一本鎖DNA結合活性が低下していた。私は,Mcm10がmultimerとしてCMG複合体に結合してその構造をdouble hexamerからsingle hexamerへと変化させ,さらに一本鎖結合活性によって開始点の開裂を安定化することにより,DNA複製開始に必須の役割を果たしているのではないかと考えている(Kanke et al.,2012)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Mcm10が複製開始においてMCMヘリカーゼの活性化(複製開始点の開裂)に必須な機能を果たしていることを明らかにした。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Mcm10 plays an essential role in origin DNA unwinding after assembly of the CMG components2012

    • Author(s)
      Mai Kanke
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: 31 Issue: 9 Pages: 2182-2194

    • DOI

      10.1038/emboj.2012.68

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Auxin-inducible protein depletion system in fission yeast2011

    • Author(s)
      Mai Kanke
    • Journal Title

      BMC Cell Biology

      Volume: Vol12

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mcm10 is required for origin DNA unwinding by CMG complex in fission yeast2011

    • Author(s)
      Mai Kanke
    • Organizer
      CSHL meeting on DNA replication and genome maintenance
    • Place of Presentation
      Cold Spring Harbor, NY, USA
    • Year and Date
      2011-09-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Mcm10 is required for origin DNA unwinding by CMG complex in fission yeast2011

    • Author(s)
      Mai Kanke
    • Organizer
      The 6^<th> international fission yeast meeting
    • Place of Presentation
      Boston, MA, USA
    • Year and Date
      2011-06-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] An essential role of Mcm10 in initiation of DNA replication in fission yeast2010

    • Author(s)
      Mai Kanke
    • Organizer
      第33回日本分子生物学学会年会第83回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-12-09
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Fission yeast Mcm10 functions after CMG complex formation to promote origin DNA unwinding2010

    • Author(s)
      Mai Kanke
    • Organizer
      The 7th 3R Symposium
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県)
    • Year and Date
      2010-10-29
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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