真核生物染色体DNAの複製開始・伸長のMcm10タンパク質によるモニター機構

• Project/Area Number: 11241202
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 川崎 泰生 大阪大学, 大学院・生命機能研究科, 助手 (30243257)
• Project Period (FY): 1999 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥31,500,000 (Direct Cost: ¥31,500,000); Fiscal Year 2003: ¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000); Fiscal Year 2002: ¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000); Fiscal Year 2001: ¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000); Fiscal Year 2000: ¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000); Fiscal Year 1999: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000)
• Keywords: DNA複製 / 細胞周期 / 出芽酵母 / チェックポイント / Cdc7 / Dbf4 / Mcm10 / 複製フォーク / 複製開始 / 合成致死 / Dna2

Research Abstract

真核生物共通の染色体複製のメカニズムと複製開始・伸長のモニター機構を解明するために出芽酵母をモデル系として、染色体DNAの複製に必要である幾つかの因子について遺伝学的、生化学的、および細胞生物学的なアプローチを行ってきた。Mcm10は核内に局在してORC(Origin Recognition Complex)と共局在し、G1期においてはMcm7の局在とも一致するので核内の複製開始場所をつかさどってことが示唆された。mcm10変異との合成致死変異を分離することにより遺伝学にMcm10と相互作用する因子をスクリーニングしたところ、6種類の相補群に分けられる変異を分離することができた。そのうち、複製開始に関与する因子の変異が分離され、これはMcm10が複製開始に関与することを積極的に支持した。Mcm10は複製フォークの機能に積極的に関与し、Mcm10の欠損がS期の進行全体に影響を及ぼす可能性が示唆された。得られた新規の遺伝子SLM2、SLM6については、mcm10変異株では複製フォークの進行がゲノム上の至る所で妨げられ、異常な複製中間体が蓄積することを考えあわせると、Slm2/Slm6はこの様な複製異常を認識、修復している可能性がある。一方、出芽酵母のタンパク質抽出液を用いた試験管内複製開始複合体形成系を導入・改良し、複製開始に必須な役割を持つCdc7/Dbf4タンパク質リン酸化酵素の複製開始複合体への結合を解析した。今までのところ、S期に入ってからCdc7/Dbf4複製開始複合体へ結合し、その結合はS期チェックポイントの制御下に置かれていることを示唆する結果が得られている。

Research Products

• [Publications] Araki, Kawasaki, et al.: "Budding yeast mcm10/dna43 mutant requires a novel repair pathway for viability."Genes to Cells. 8-5. 465-480 (2003)
• [Publications] T.Ohya et al.: "The DNA polymerase domain of Pol ε is required for rapid, efficient and highly accurate chromosomal DNA replication, telomere length maintenance, and normal cell senescence in S.cerevisiae"Journal of Biological Chemistry. 277-31. 28099-28108 (2002)
• [Publications] K.Shimizu et al.: "The fifth essential DNA polymerase φ in S.cerevisiae is localized to the nucleolus and plays an important role in synthesis of ribosomal RNA"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99-14. 9133-9138 (2002)
• [Publications] Yasuo Kawasaki, Akio Sugino: "Yeast replicative DNA polymerases and their role at the replication fork"Molecules and Cells. 12. 277-285 (2001)
• [Publications] Yasuo Kawasaki: "Interactions between Mcm10p and other replication factors are required for proper initiation and elongation of chromosomal DNA replication in Saccharomyces cerevisiae. "Genes to Cells. 5・12. 975-989 (2000)
• [Publications] Masako Izumi: "The human homolog of Saccharomyces cerevisiae Mcm10 interacts with replication factors and dissociates from nuclear structure in G2 phase."Nucleic Acids Research. 28・23. 4769-4777 (2000)
• [Publications] Tomoko Ohya: "Structure and function of the fourth subunit (Dpb4p) of DNA polymeraseε in Saccharomyces cerevisiae."Nucleic Acids Research. 28・20. 3846-3852 (2000)
• [Publications] Makoto Kihara: "Characterization of the yeast Cdc7p/Dbf4p complex purified from insect cells : its protein kinase activity is regulated by Rad53p."Journal of Biological Chemistry. 275・45. 35051-35062 (2000)
• [Publications] Lisa Homesley: "Mcm10 and the MCM2-7 complex interact to initiate DNA synthesis and to release replication factors from origins."Genes and Development. 14・8. 913-926 (2000)
• [Publications] Kamimura, Y. et al.: "DNA helicase III of S. cerevisiae, encoded by YER176w (HEL1), highly unwinds covalently closed circular DNA in the presence of a DNA topoisomerase and yRF-A"Journal of Biochemistry. 125. 236-244 (1999)