ＤＮＡ修復・複製の連携役としてのチェックポイント機構とクロマチン制御の機能関連

• Project Area: Coupling of replication, repair and transcription, and their common mechanism of chromatin remodeling
• Project/Area Number: 23131515
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 古谷 寛治 京都大学, 放射線生物研究センター, 講師 (90455204)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥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: チェックポイント / FRAP / Rad9 / DNA損傷 / DNA修復 / クロマチン

Outline of Annual Research Achievements

DNAチェックポイント機構はDNA損傷の検出にともない発動するシグナル伝達経路である。DNA損傷部位にチェックポイント複合体は直接結合する事でそれを検出する。申請者らはこれまでにチェックポイント複合体のうちRad9複合体に注目して来た。その過程で、Rad9複合体が段階的なリン酸化を受ける事、そして、それがDNA損傷部位からの結合と速やかな解離を制御する事を見出して来た。これらの研究は分裂酵母を用いた研究であり、保険級では一培養細胞に展開する事で普遍的制御の可能性を問うた。また、培養細胞はサイズが大きいためタンパク質の細胞内動態のライブイメージングが容易である。申請者は細胞内の局所にDNA損傷をレーザーで誘導する技術を用いて、Rad9複合体の細胞内でのダイナミクスを定量解析した。その結果、リン酸化を受けないRad9変異タンパク質はより早い時間でDNA損傷部位へと集積する事が明らかとなった。
また、分裂酵母Rad9タンパク質がDNA損傷部位を標的する際に用いる配列を試験管内のアッセイ系で同定した。酸性アミノ酸に富んだ配列であり、ヒトRad9にも保存されている配列であった。この配列はチェックポイントの発動には必須では無かったリン酸化されなかった際のバックアップとして働きうる可能性が示唆出来た。おそらくはRad9タンパク質の形状を活性化状態に切り替える分子スイッチとしてリン酸化とDNA損傷部位への結合が働いていると考えられた。
さらに別種の分裂酵母ジャポニカスにおいてDNAチェクポイントの発動と栄養源飢餓が分化シグナルの発動に際し強調的に働く事を示す事が出来た。これらは論文として報告した。

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。

Research Products

• [Journal Article] Construction of an insertion marker collection of Sz. japonicus(IMACS) for genetic mapping and a fosmid library covering its genome (2012)
  • Author(s): Furuya, K. Aoki, K. and Niki, H
  • Journal Title: Yeast Volume: 5 Issue: 6 Pages: 241-249
  • DOI: 10.1002/yea.2907
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hyphal differentiation induced via a DNA damage checkpoint-dependent pathway engaged in crosstalk with nutrient stress signaling in Schizosaccharomyces japonicus. (2012)
  • Author(s): 古谷寛治、仁木宏典
  • Journal Title: Current Genetics Volume: 58 Issue: 5-6 Pages: 291-303
  • DOI: 10.1007/s00294-012-0384-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] チェックポイントタンパク質Rad9はリン酸化によりDNA損傷クロマチンから解離する (2012)
  • Author(s): 古谷 寛治
  • Journal Title: 生化学 Volume: 84 Pages: 551-555
  • NAID: 10030966694
• [Journal Article] Comparative functional genomics of the fission yeast (2011)
  • Author(s): Rhino, N., Chen, Z., Yassour, M., Thompson, D. A., Haas, B. J., Habib, N., Wapinski, I., Roy, S., Lin, M. F., Herman, D. I., Young, S. K., Furuya, K., Guo, Y(計47名) Nusbaum, C.
  • Journal Title: Science 332 Volume: 332 Issue: 6032 Pages: 930-936
  • DOI: 10.1126/science.1203357
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Breakage of the nuclear envelope by an extending mitotic nucleus occurs during anaphase in Schizosaccharomyces japonicus. (2011)
  • Author(s): Aoki K. et al.
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 16 Issue: 9 Pages: 911-926
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01540.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diploid construction by interallelic complementation in Schizosaccharomyces japonicus (2011)
  • Author(s): Furuya, K., andNiki, H.
  • Journal Title: Yeast Volume: 28 Issue: 10 Pages: 747754-747754
  • DOI: 10.1002/yea.1898
  • Peer Reviewed
• [Presentation] チェックポイントタンパク質のダイナミクス制御 (2012)
  • Author(s): 古谷 寛治
  • Organizer: 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-11
  • Invited
• [Presentation] Toward the reconstitution of dynamic behavior of checkpoint clamp complex (2012)
  • Author(s): 古谷 寛治
  • Organizer: 28th RBC-NIRSInternational Symposium
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2012-11-29
• [Presentation] The dynamic behavior of checkpoint proteins (2012)
  • Author(s): 古谷 寛治
  • Organizer: International 3R symposium
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台
  • Year and Date: 2012-11-25
• [Presentation] チェックポイントタンパク質のダイナミクス制御 (2012)
  • Author(s): 古谷 寛治
  • Organizer: 遺伝研研究集会「遺伝情報の安定性を支える分子メカニズム」
  • Place of Presentation: 国立遺伝学研究所
  • Year and Date: 2012-10-03
  • Invited
• [Presentation] The regulation of checkpoint proteins by checkpoint kinase ATR and DNA replication kinase DDK (2011)
  • Author(s): 古谷寛治
  • Organizer: 日本分子生物学会年会・ワークショップ
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市、パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2011-12-16
• [Presentation] REGULATION OF DNA DAMAGE CHECKPOINT SIGNALLING THROUGH PHOSPHORYLATION (2011)
  • Author(s): 古谷寛治
  • Organizer: The 27th RBC-NIRS International Symposium
  • Place of Presentation: 京都市、コープイン京都(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-09
• [Presentation] チェックポイントタンパク質のDDKキナーゼ依存的な制御機構 (2011)
  • Author(s): 古谷寛治
  • Organizer: 第21回「DNA複製・組換え・ゲノム安定性制御ワークショップ」
  • Place of Presentation: 福岡県福津市、サンピア福岡
  • Year and Date: 2011-10-25
• [Presentation] 複製キナーゼDDKに依るチェックポイントタンパク質の制御 (2011)
  • Author(s): 古谷寛治
  • Organizer: ゲノム損傷応答研究会
  • Place of Presentation: 静岡県三島市、国立遺伝学研究所
  • Year and Date: 2011-10-15
• [Remarks] 放射線生物研究センター 突然変異機構研究部門
  • URL: http://house.rbc.kyoto-u.ac.jp/mutagenesis2/index2.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.rbc.kyoto-u.ac.jp/archive.html