2019 Fiscal Year Research-status Report
Studying the molecular mechanism of replisome disassembly in mitosis
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19K06617
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| Research Institution | Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
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Principal Investigator |
橋本 吉民 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (50616761)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | レプリソーム / 複製フォーク / アフリカツメガエル卵無細胞系 / 細胞周期 / CDKキナーゼ / 核膜崩壊 / Wee1/Myt1キナーゼ / ゲノム安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA複製装置であるレプリソームは、細胞周期の間期において複製終了時や複製フォークが崩壊した場合にクロマチンから脱離する。複製終了時の脱離機構が近年明らかにされたのに対して、フォーク崩壊時の脱離機構についてはよく分かっていない。代表者はこれまでの研究により、フォークを停止状態のまま分裂期へ誘導するとレプリソーム脱離が起きることを見出し、CDK活性、Ub化、p97活性が関与することや複製終了時とは異なる仕組みが働くことを明らかにした。これを分裂期レプリソーム脱離機構と名付け、本研究課題ではその分子機構の解明を最終的な目的としている。
本年度は、分裂期誘導の際にフォークの停止状態を解除すると、DNA複製再開出来るのかどうか、レプリソーム脱離がどのような仕組みで起きるのかという点についてアフリカツメガエル卵無細胞系を用いて調べた。間期では、Ara-CTPを用いて複製活性を阻害した場合、過剰量のdCTP添加により複製再開が起きる。分裂期誘導と同時にdCTPを添加した場合、間期と同等レベルの複製活性が得られたが、分裂期誘導後一定時間を置くとdCTPを添加しても効率的な再開は起きなかった。複製再開の有無に関わらず最終的にレプリソーム脱離は起きたが、再開させた場合の方がプリソーム因子のUb化レベルが高いことが分かった。また、分裂期誘導後の核構造の変化について調べたところ、複製再開させた場合には核膜崩壊のタイミングが遅延することが分かった。さらに、この遅延にはWee1/Myt1キナーゼが関与していることを明らかにした。
これらの結果は、DNA複製進行中の核には、Wee1/Myt1によるCDK制御を介して核膜崩壊を抑制する仕組みが存在することを示唆しており、脆弱な構造である複製フォークが分裂期細胞質に暴露されることを防ぐことでゲノム安定性に寄与しているのではないかと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、分裂期レプリソーム脱離機構について、ユビキチンリガーゼとヌクレアーゼの働きを明らかにすることが大きな目標であった。これについては、阻害抗体の作製など準備は順調に進んでおり、来年度には結果が得られる見込みである。また、複製再開による核膜崩壊の遅延という新しい現象を発見し、その分子機構の一部を明らかにしたことは、当初の計画以上の進展であったと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
複製再開による核膜崩壊の遅延現象については、投稿論文を準備中であり、次年度中には発表予定である。分裂期レプリソーム脱離機構ついては、ユビキチンリガーゼとヌクレアーゼの関与に関して、卵無細胞系での阻害実験を行い分子機構の解析を進める予定である。
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