非コードＤＮＡ領域によるゲノム複製タイミング制御機構の解明

• Project Area: Functions of non-coding DNA region for genome integrity
• Project/Area Number: 24114511
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: 升方 久夫 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00199689)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000); Fiscal Year 2013: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2012: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
• Keywords: テロメア / セントロメア / オーキシンデグロン / Rif1 / Sgo2 / サブテロメア / Taz1 / Aurora B

Research Abstract

１．テロメア配列とテロメア因子による複製開始タイミング制御：分裂酵母染色体上の複製開始点活性化タイミングは厳密に制御されている。このしくみには、複製開始点近傍のテロメア配列と結合因子Taz1が重要な役割を果たす。さらにTaz1と相互作用するRif1はTaz1依存的複製開始点のみならずTaz1に依存しない複製開始点の制御にも関わる重要な因子である。これらテロメア因子依存的な経路が、複製開始段階のDDK依存的Sld3結合を制御するメカニズムを明らかにするため、Rif1相互作用因子を質量分析法により解析した結果、蛋白質脱リン酸化酵素PP1の構成因子を検出した。PP1がRif1経路で複製開始制御に関与することを示すため、PP1ホモログの片方を遺伝子破壊し他方をオーキシンデグロンで選択的タンパク質分解すると、後期複製開始点の複製開始タイミングが早期化した。いっぽう、複製タイミング制御に核内局在が寄与する可能性が、LacO-LacI-GFPにより可視化した後期開始点とテロメアに核膜近傍での隣接により示唆された。以上の結果より、染色体各所の複製開始点はテロメア因子の介在によってテロメア近傍に局在し、PP1フォスファターゼによる脱リン酸化により活性化の抑制・遅延される機構が考えられる。
２．Sgo2による複製タイミング制御機構：M期セントロメアでの染色体分配制御に関与するShugosin2 (Sgo2)がサブテロメアの広範囲に局在し、複製タイミング制御に関わるメカニズムを解析した。間期にセントロメアとサブテロメアに局在し、Rif1と別経路で複製開始を制御する。クロマチン免疫沈降法による解析から、Sgo2がCDK依存的なGINS結合段階を抑制することを見いだした。これらの結果から、染色体の複製タイミングプログラムは、領域特異的な複数システムにより多重的に制御されていることが示唆された。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Fission Yeast RecQ Helicase Rqh1 Is Required for the Maintenance of Circular Chromosomes (2013)
  • Author(s): Tomoko Nanbu
  • Journal Title: Mol. Cell. Biol. Volume: 33 Issue: 6 Pages: 1175-1187
  • DOI: 10.1128/mcb.01713-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mcm10 plays an essential role in origin DNA unwinding after assembly of the CMG components (2012)
  • Author(s): Mai Kanke
  • Journal Title: The EMBO Journal Volume: 31 Issue: 9 Pages: 2182-2194
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.68
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Prereplication Complex Recruits XEco2 to Chromatin to Promote Cohesin Acetylation in Xenopus Egg Extracts (2012)
  • Author(s): Torahiko L. Higashi
  • Journal Title: Current Biology Volume: 22 Issue: 11 Pages: 977-988
  • DOI: 10.1016/j.cub.2012.04.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA polymerization-independent functions of DNA polymerase epsilon in assembly and progression of the replisome in fission yeast. (2012)
  • Author(s): Handa, T.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 23 (16) Issue: 16 Pages: 3240-3253
  • DOI: 10.1091/mbc.e12-05-0339
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Telomere-binding proteins play roles in control of replication timing (2012)
  • Author(s): Tazumi, A., Masukata, H.
  • Journal Title: Cell Cycle Volume: 11(24) Issue: 18 Pages: 4492-4493
  • DOI: 10.1101/gad.194282.112
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Replication timing control by telomere proteins (2013)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: 第21回国際遺伝学会・Human Genome Meeting 2013
  • Place of Presentation: Singapore
  • Invited
• [Presentation] Replication timing program in fission yeast (2013)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: 第７回分裂酵母国際学会
  • Place of Presentation: London, UK
  • Invited
• [Presentation] Replication timing control by centromere and telomere binding proteins (2013)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: 酵母エピジェネティックミーティング
  • Place of Presentation: 福井県あわら市
• [Presentation] Replication timing control by chromatin proteins (2013)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: Eukaryotic DNA replication and genome maintenance
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • Invited
• [Presentation] Regulation of replication program in fission yeast: replicator, initiator and regulators (2013)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: 第３６回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Invited
• [Presentation] Activation of replication origins and involvement of telomere proteins in timing control (2012)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: DNA replication of eukaryotic genomes
  • Place of Presentation: Les Treilles, France
  • Invited
• [Presentation] Control of global replication timing by telomere-binding proteins in fission yeast (2012)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: 第８回 ３Rシンポジウム
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台
  • Invited
• [Presentation] Replication Timing Program in Fission Yeast (2012)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: 第３５回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Invited
• [Remarks] 大阪大学理学研究科生物科学専攻分子遺伝学研究室
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/dbs01/re-paper-temp.php?id=14
• [Remarks] 升方研究室
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/masukata/thesis/index.html
• [Remarks] 大阪大学理学研究科生物科学専攻分子遺伝学研究室
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/dbs01/re-paper-temp.php?id=14
• [Remarks] 升方研究室
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/masukata/thesis/index.html