Investigation of the regulation mechanism of the replication fork by phosphorylation and intramolecular interaction of Claspin

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K06124
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• Principal Investigator: ZHIYING You 公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 主席研究員 (90332270)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: Claspin / DNA複製 / フォーク安定化 / DNA結合 / タンパク質のリン酸化 / 分子内結合

Outline of Final Research Achievements

Claspin is a conserved replication checkpoint mediator and plays a role also in the normal replication fork progression. We reported that Claspin has an acidic patch domain that interacts specifically with Cdc7, and that this domain may also be involved in intramolecular interaction with its N-terminal segment. Purified Claspin from cells barely bound to a fork DNA, whereas the dephosphorylated Claspin changed it to an efficient binder. Claspin form a complex with MCM and inhibit the helicase activity of MCM. In addition, phosphorylation inhibited the DNA binding of Claspin and also inhibited the interaction between the N-terminal and C-terminal of Claspin, suggesting that the phosphorylation of the N-terminal segment regulated the intramolecular interaction and DNA binding of Claspin. We are now identifying the phosphorylated residues that regulate the interactions, and responsible kinase, and their physiological significance.

Free Research Field

生化学・分生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

外的内的な要因による複製フォークの停止は、ゲノムの不安定化をもたらし、疾患や腫瘍形成の根源的な原因となる。Claspinは、複製ストレス仲介分子としての解析はされてきたが、複製開始進行における役割についての解析はほとんどなされていない。従って、本研究は、複製フォークの制御機構に関して独創的な研究成果をもたらすことで、ガン治療法につながると考えている。今回の研究から、ClaspinがMCMヘリカーゼ活性を抑制することを見出し、リン酸化がClaspinの分子内相互作用およびDNA結合を調節していることにより、複製フォークの安定化、ゲノムの崩壊を防ぐという重要な働きをしている可能性が示唆された。