2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17080015
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research |
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Principal Investigator |
正井 久雄 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 副参事研究員 (40229349)
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| Keywords | Cdc7キナーゼ / DNA / 複製 / 染色体接着 / 減数分裂期組換え / チェックポイント / 複製フォーク / ヘテロクロマチン形成 |
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| Research Abstract |
Cdc7キナーゼは、S期開始に必須な遺伝子として出芽酵母で最初に同定された。その後、Cdc7は酵母からヒトまで保存されDNA複製開始に重要な役割を果たしていることが示されている。我々は、分裂酵母Cdc7ホモログのhsk1+の温度感受性変異株、およびCdc7遺伝子条件的欠損変異マウスES細胞株を樹立し、その機能解析を行ってきた。その結果、Cdc7機能の欠損により細胞は核内にDNA損傷を蓄積することが明らかとなった。分裂酵母においてHsk1はSwi1およびSwi3(複製フォーク保護複合体の因子)と遺伝的、物理的に相互作用し、DNA損傷存在下での複製フォークの適切な停止に異常があることが示された。一方、分裂酵母および動物細胞において複製フォーク停止により誘導されるCds1およびChk1キナーゼの活性化がhsk1およびCdc7変異株でそれぞれ欠損していることが明らかとなった。動物細胞においてはCdc7欠損下で、複製フォーク停止に応答したATRの活性化は起こるが、Claspin(Mrc1ホモログ)のリン酸化およびクロマチン結合に異常があることが明らかになった。Cdc7はClaspinと相互作用し、in vitroでこれをリン酸化する。これらの事実から、Cdc7は複製フォークでSwi1/Swi3/Mrc1と相互作用しつつ、フォークの安定な維持に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
Cdc7活性減弱変異マウスは不妊で、生殖細胞の発生に異常を呈する。分裂酵母においてもhsk1変異株は減数分裂に進行できず、1核で停止する。予想に反して、hsk1変異株でも減数分裂前DNA複製は完了していたが、組換え開始に必須なDSB(二本鎖DNA切断)の導入が著しく減少していた。また、ade6-M26組換えホットスポットにおいて組換えに先立って誘導されるクロマチン再編成が起こっていなかった。また、これらの異常は既知のチェックポイント経路には依存していない。これらの事実から、Cdc7キナーゼは減数分裂期の組換え開始を直接制御する可能性が示唆された。
Cdc7キナーゼはこの他に、姉妹染色分体の接着、セントロメア領域におけるヘテロクロマチン形成、遺伝子サイレンシング、あるいはバイパスDNAポリメラーゼによる紫外線誘導変異形成さらに、M期の進行などにも関与していることが我々および他のグループから報告されている。我々は、上記の結果および、Cdc7とこれと遺伝的、物理的に相互作用する種々の因子の解析から、Cdc7キナーゼは、複製フォークの制御を介して多様な染色体動態に関与しているという仮説をたて現在その検証の実験を行っている。
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[Journal Article] Hsk1 kinase is required for induction of meiotic double-stranded DNA breaks without involving checkpoint kinases in fission yeast.accepted for publication2006
Author(s)
Ogino, K., Hirota, K., Matsumoto, S., Takeda, T., Ohta, K., Arai, K., Masai, H.
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Journal Title
Proc.Natl.Acad.Sci.USA (印刷中)
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[Journal Article] "Replication initiation from a novel origin identified in the Th2 cytokine cluster locus requires a distant conserved non-coding sequence." (*cocommunicating authors)2006
Author(s)
Hayashida, T., Oda, M., Ohsawa, K., Yamaguchi A., Giacca, M., Locksley, R.M., Masai H., Miyatake, S.
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Journal Title
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[Journal Article] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of the N-terminal domain of PriA from Escherichia coli.2006
Author(s)
Sasaki, K., Ose, T., Tanaka, T., Mizukoshi, T., Ishigaki, T., Maenaka, K., Masai, H., Kohda, D.
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Journal Title
Biochim.Biophys.Acta. 1764
Pages: 157-160
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[Journal Article] Nuclear import of Epstein-Barr Virus Nuclear Antigen 1 mediated by NPI-1 (Importin ・5) is up- and down-regulated by phosphorylation of the nuclear localization signal for which Lys379 and Arg380 are essential.2006
Author(s)
Kitamura, R., Sekimoto, T., Ito, S., Harada, S., Yamagata, H., Masai, H., Yoneda, H., Yanagi, K.
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Journal Title
J.Virol. 80
Pages: 1979-1991
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[Journal Article] Functional analyses of mouse ASK, an activator subunit for Cdc7 kinase, using conditional ASK knockout ES cells.2005
Author(s)
Yamashita, N., Kim, J-M., Koiwai, O., Arai, K., Masai, H.
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Journal Title
Genes to Cells 50
Pages: 551-563
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[Journal Article] A second human Dbf4/ASK-related protein, Drf1/ASKL1 is required for efficient completion of S and M phases.2005
Author(s)
Yoshizawa, N., Ishii, A., Taniyama, C., Matsui, E., Arai, K., Masai, H.
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Journal Title
J.Biol.Chem. 280
Pages: 13062-13070
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[Journal Article] Hsk1-Dfp1/Him1, the Cdc7-Dbf4 Kinase in Schizosaccharomyces pombe, associates with Swi1, a component of the replication fork protection complex.2005
Author(s)
Matsumoto, S., Ogino, K., Noguchi, E., Russell, P., Masai, H.
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Journal Title
J.Biol.Chem. 280
Pages: 42536-42542
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