出芽酵母第VI染色体の複製開始機構

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07458184
• Research Institution: NARA Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 吉川 寛 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (70019876)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白髭 克彦 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (90273854)
• Keywords: 出芽酵母 / 染色体複製 / 複製開始点 / 複製開始頻度調節 / 複製開始タイミング / 細胞周期チェック機能 / Rad53遺伝子

Research Abstract

本研究は我々が世界で初めて真核生物の一本の染色体上に存在する全ての複製開始点の位置の決定と構造解析に成功したことから始まった。即ち、酵母第6染色体の9個の複製開始点について、1)機能上の分担や制御の階層性があるか、2)開始点に作用する制御因子に開始点特異性があるか、3)細胞周期調節との接点はどのように存在するか、の3点を明らかにすることを目的とした。
1)9個の開始点の使用頻度を測定、細胞周期毎に1回使用される高頻度開始点3個、2-3周期に1度使用される中頻度開始点4個、殆ど使用されない低頻度開始点2個の3種類に分類した。次にS期における複製開始の順序を調べ、セントロメア近傍から始まり、テロメア方向に順に複製されるという一般則を確認した。しかし、第1開始点はセントロメアの右側約50%に位置していること、後期開始点は中頻度開始点で、周期の1/2以上は隣接開始点からの延長によって複製されることを明らかにした。このように9個の開始点が、開始頻度と開始のタイミングの2点でそれぞれ特異的な制御を受けていることを明らかにした。
2)複製開始複合体の構成蛋白と、開始複合体の活性化に関与する各種因子の遺伝子変異が及ぼす影響を調べ、開始点毎に顕著な感受性の違いを見いだした。とくに第一開始点は殆どの因子の変異の影響を受けない強い性質を持っていた。
3)S期の進行をチェックしDNAの構造異常に応答して複製を一次停止させる機能をもつ遺伝子Rad53が後期複製開始点の開始頻度を負に調節するという新事実を発見した。Rad53の変異で抑制は解除され、DNAに障害が起こっても、複製は抑制されず継続して細胞死に至る。即ちS期進行のチェック機能は後期複製開始点の抑制によって行われることを明らかにした。この発見によって真核性染色体のマルチレプリコンの生物的意味の重要な一面が初めて明らかになった。

Research Products

• [Publications] Yuji HORI: "Characterization of a novel CDC gene(ORC)partly homologous to CDC6 of Saccharomyces cerevisiae" Mol.Biol.Cell. 7. 409-418 (1996)
• [Publications] 白髭 克彦: "出芽酵母のレプリコン構造-複製開始点とイニシエータタンパク質" 細胞工学. 15・1. 32-40 (1996)