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M期DNA損傷の修復系とDNA複製開始制御の連係機構の解析

Publicly Offered Research

Project AreaCoupling of replication, repair and transcription, and their common mechanism of chromatin remodeling
Project/Area Number 23131512
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

西谷 秀男  兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (40253455)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
Fiscal Year 2012: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2011: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Keywords修復 / 複製 / 細胞周期 / ゲノム / タンパク質分解 / DNA損傷 / DNA複製 / ユビキチン
Outline of Annual Research Achievements

染色体の再複製はゲノム異常の要因となる。複製のライセンス化因子Cdt1はS期に素早く分解され再複製を抑制している。このとき機能するユビキチンリガーゼCRL4(Cul4-DDB1)-Cdt2は、クロマチン結合型PCNAに依存し、S期のみならずDNA損傷時にもCdt1を分解する。M期細胞がUV照射を受けた際、G1期進行に伴いCdt1が分解される結果、ライセンス化が抑制されG1期停止が起こる。G1期にUV照射した場合より生存率が高く、その機構を明らかにするためさらに研究を行った。
(1). M期UV照射後のG1期停止が、DNA損傷チェックポイント機構によるのか調べるため、Cdt1あるいはCdt2を多コピー発現した細胞を作製し、G1期停止頻度を比べたところ、それぞれの細胞で減少および増加が見られた。よって、ライセンス化抑制に依存して機能する新たな細胞周期制御機構が働くと結論した。また、分解に必須なPCNA結合部位に変異をもつCdt1を発現する細胞を構築したが、ライセンス化が回復せず、この部位は分解以外にも働きがあると考えられた。(2). NER(塩基除去修復)の過程に依存してCdt1は速やかに分解される。実際、NER欠損XP-A細胞を用いて解析すると、Cdt1の分解に遅れが見られたが、90分後には分解された。他の修復系であるミスマッチ修復が作動していることが示唆された。(3). NER系を主とするUV照射後のPCNAローディングはS期の場合と異なるのか解析したところ、UV照射後はローダーRFC1-RFCを、S期においては別のCtf18-RFCを必要とすることを見いだした。
このように、CRL4-Cdt2はDNA損傷時とS期において、より速やかにCdt1を分解するシステムを用いてライセンス化を抑制し、異常なDNA複製を抑制しゲノムの安定性を維持していると考えられる。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Two different RFC proteins, Ctf18 and RFC1 separately control PCNA-CRL4Cdt2-mediated Cdt1 proteolysis during S phase and following UV-irradiation2012

    • Author(s)
      Shiomi Y, Ishii T, Hayashi A, Shinmyozu K, Nakayama J, Sugasawa K, & Nishitani H
    • Journal Title

      Mol Cell Biol

      Volume: 32 Issue: 12 Pages: 2279-88

    • DOI

      10.1128/mcb.06506-11

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Checkpoint Kinase ATR Phosphorylates Cdt2, a Substrate Receptor of CRL4 Ubiquitin Ligase, and Promotes the Degradation of Cdt1 following UV-irradiation2012

    • Author(s)
      Hiroki Sakaguchi, Toshihiro Takami, Yoshinori Yasutani, Takeshi Maeda, Masayuki Morino, Takashi Ishii, Yasushi Shiomi, Hideo Nishitani
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 7 Issue: 9 Pages: e46480-e46480

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0046480

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibition of DNA damage-induced apoptosis through Cdc7-mediated stabilization of Tob.2012

    • Author(s)
      Suzuki T
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: Nov 23;287(48) Issue: 48 Pages: 40256-40265

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.353805

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cdt1 is differentially targeted for degradation by anticancer chemotherapeutic drugs2012

    • Author(s)
      Stathopoulou A, et al
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 7 Issue: 3 Pages: e34621-e34621

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0034621

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ユビキチンリガーゼCRL4-Cdt2によるPCNA依存的なユビキチン化機構の解析2012

    • Author(s)
      林晃世, 塩見泰史, 西谷秀男
    • Organizer
      第35回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡 (福岡県)
    • Year and Date
      2012-12-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] M期のUV損傷に応答したCdt1分解によるG1-DNA損傷チェックポイント2012

    • Author(s)
      森野公之, 塩見泰史, 西谷秀男
    • Organizer
      第35回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡 (福岡県)
    • Year and Date
      2012-12-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] CRL4-Cdt2によるCdt1のユビキチン化はそれぞれのPIPボックスを介したPCNA結合に依存する2012

    • Author(s)
      石井健士, 林晃世, 末永尚弘, 中島秀祐, 塩見泰史, 西谷秀男
    • Organizer
      第35回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡 (福岡県)
    • Year and Date
      2012-12-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel function of RFC complexes in genome stability through PCNA-CRL4Cdt2 mediated Cdt1 degradation during DNA replication and repair2012

    • Author(s)
      塩見泰史, 林晃世, 石井健士, 中山潤一,菅澤薫, 塩見泰史, 西谷秀男
    • Organizer
      第35回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡 (福岡県)
    • Year and Date
      2012-12-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of replication-coupled proteolysis of licensing factor Cdt1 by ubiquitin ligase CRL4-Cdt22012

    • Author(s)
      Takashi Ishii, Yasushi Shiomi, and Hideo Nishitani
    • Organizer
      The 8 th 3R Symposium
    • Place of Presentation
      Awaji Yumebutai International Conference Center(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-11-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] New function of PCNA loaders, RFC1-RFC and Ctf18-RFC, in genome stability through PCNA-CRL4Cdt2 mediated Cdt1 degradation2011

    • Author(s)
      Shiomi Y, et al
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-12-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] CRL4Cdt2によるCdt1のユビキチン化はCdt2のPCNAへの結合を必要とする2011

    • Author(s)
      石井健士, 他
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-12-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA損傷時におけるユビキチンリガーゼCRL4Cdt2の活性化制御機構2011

    • Author(s)
      坂口洋貴, 他
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-12-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] タンパク質分解系による染色体の再複製抑制機構 実験医学(増刊) 細胞周期2013

    • Author(s)
      西谷秀男
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sci.u-hyogo.ac.jp/life/biosig/japanese/Top.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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