体細胞の細胞周期とその制御機構-RCC1-RanGTPaseの解析を中心として-

• 研究課題/領域番号: 12002011
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 西本 毅治 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (10037426)
• 研究分担者: 西嶋 仁 九州大学, 大学院・医学研究院, 特別研究員(PD) ; 西谷 秀男 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (40253455) ; 沖 昌也 九州大学, 大学院・医学研究院, 特別研究員(PD) ; 関口 猛 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (60187846)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 400,350千円 (直接経費: 322,500千円、間接経費: 77,850千円); 2004年度: 81,900千円 (直接経費: 63,000千円、間接経費: 18,900千円); 2003年度: 81,900千円 (直接経費: 63,000千円、間接経費: 18,900千円); 2002年度: 90,350千円 (直接経費: 69,500千円、間接経費: 20,850千円); 2001年度: 83,200千円 (直接経費: 64,000千円、間接経費: 19,200千円); 2000年度: 63,000千円 (直接経費: 63,000千円)
• キーワード: RanGAP / Histone H3-K9 methyltransferase / ヘテロクロマチン / 温度感受性変異マウス / Mog1 / NTF2 / RCC1 / カフェイン / ATR / Adenine / H3-K9メチル転移酸素 / SNF2 / 細胞周期制御 / DBX / RanBPM / Gap1 / Gtr1 / RagA / Ran / Cell Cycle / MOG1 / Gtr1p / Gtr2p / RagA,B,C,D

研究概要

1)RanGAP蛋白質の機能解析:分裂酵母のhistone H3と動物のヒストンを用いてRanGAPとの結合性をしらべたところ、histone H3のC端とRanGAPは結合した。この結合によりRanGAPの活性は完全に阻害された。そして、RanGAP/Sprna1p温度感受性変異のサプレッサーとして分離された、Histone H3-K9 methyltransferase Clr4がこの阻害を完全に回復させる事が生化学的に証明された。In vivoにおいても、ヒストンH3の強発現はclr4遺伝子欠損株では致死となったが、野生株では致死とはならなかった。さらに、興味あることにはRanGAP蛋白質がそれ自体でRan非依存的にClr4のHistone H3-K9 methyltransferase活性を促進した。これらの結果はRanGAPがヘテロクロマチン形成に関わっている事を強く示唆する。2)SpSnf2複合体を酵母より抽出し、Ranによる機能制御の有無をしらべる。【○!3】Clr4とSrSnf2以外にSerine/threonine kinase SpKsp1pが分離されている。このキナーゼとRanとの関連を調べる。3)出芽酵母Ran/Gsp1温度感受性変異株においてはDNA障害チェックポイント機構が活性化されており、野生型で致死である、MEC遺伝子欠損がこの株では致死とならなかった。この結果はRan cycleの新たな機能を示唆する。4)Mog1蛋白質の温度感受性変異株を分裂酵母を用いて作成し、そのサプレッサーを分離した結果、多数のNTF2が分離された。この結果はMog1蛋白質とNTF2蛋白質の機能的相関を強く示唆する。5)RCC1遺伝子に温度感受性変異を持つマウスは発生初期の卵割期に染色体凝縮を起こして死んだ。この結果、培養細胞での表現型が実際の動物体においても証明された。

研究成果

• [雑誌論文] A hamster temperature-sensitive alanyl-tRNA synthetase mutant cause degradation of cell-cycle related proteins and apoptosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Wang et al.
  • 雑誌名: J.Biochem 135 ページ: 7-16
• [雑誌論文] A novel human nucleolar protein, NOP132,binds to the G proteins, RRAG A/C/D (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Sekiguchi et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 8343-8350
• [雑誌論文] S.pombe RanGAP homolog, SpRna1,is required for centromeric silencing and chromosome segregation. (2004)
  • 著者名/発表者名: A.Kusano et al.
  • 雑誌名: Mol.Biol. Cell 15 ページ: 4960-4970
• [雑誌論文] Human DDX3Y, the Y-encoded isoform of RNA helicase DDX3,rescues a hamster temperature-sensitive ET24 mutant cell line with a DDX3X mutation. (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Sekiguchi et al.
  • 雑誌名: Exp.Cell Res. 300 ページ: 213-222
• [雑誌論文] Proteolysis of DNA replication licensing factor Cdt1 in S-phase is performed independently of geminin through its N-terminal region (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Nishitani et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 279 ページ: 30807-30816
• [文献書誌] Y.Wang et al.: "A hamster temperature-sensitive alany1-tRNA synthetase mutant cause degradation of cell-cycle related proteins and apoptosis."J.Biochem. (in press). (2003)
• [文献書誌] J.Fukumura et al.: "A temperature-sensitive mutant of the mammalian RNA helicase, DEAD-BOX isoform, DBX, defective in the transition from G1 to S."J.Biochem. 134. 71-82 (2003)
• [文献書誌] H.Nishijima et al.: "Caffeine mimics adenine and 2'-deoxyadenosine, both of which inhibit the guanine-nucleotide exchange activity of RCC1 and the kinase activity of ATR."GENES to CELLS. 8. 423-435 (2003)
• [文献書誌] M.Umeda et al.: "A novel nuclear protein, Twa1, and muskelin comprise a complex with RanBPM."Gene. 303. 47-54 (2003)
• [文献書誌] A.Otomo et al.: "ALS2, a novel guanine nucleotide exchange factor for the small GTPase Rab5, is implicated in endosomal dynamics."Human Molecular Genetics. 12. 1671-1687 (2003)
• [文献書誌] M.Funakoshi et al.: "Budding yeast Dsk2p is a polyubiquitin-binding protein that can interact with the proteasome"RNAS. 99. 745-750 (2002)
• [文献書誌] M.Umeda et al.: "A novel unclear protein, Twa1, and Muskelin comprise a complex with RanBPM"Gene. 303. 47-54 (2003)
• [文献書誌] H.Nishijima et al.: "Caffeine mimics adenine and 2'-deoxyadenosine, both of which inhibit the guanine-uncleotide exchange activity of RCC1 and the kinase activity of ATR"GENES TO CELLS. (in press). (2003)
• [文献書誌] H.Nishitani, et al.: "The human licensing factor for DNA replication Cdt1 accumulates in G1 and is destabilized after initiation of S phase"J. Biol. Chem.. 276. 44905-44911 (2001)
• [文献書誌] T.Sekiguchi et al.: "Novel G protein, Rag C and Rag D, interact with GTP-binding proteins, Rag A and Rag B"J. Biol. Chem.. 276. 7246-7257 (2001)
• [文献書誌] H.Nishitani, et al.: "Full-sized RanBPM cDNA encodes a protein possessing a long stretch of proline snd glutamine within the N-terminal region, comprising a large protein complex"GENE. 272. 25-33 (2001)
• [文献書誌] N.Suzuki et al.: "The Saccharomyces carevisiae small GTPase, Gsp1p/Ran, is involved in 3' processing of 7S-to-5.8S rRNA and in degradation of the excised 5'-AO fragment of 35S pre-rRNA, both of which are carried out by the exosome"GENETICS. 158. 613-625 (2001)
• [文献書誌] T.Goda et al.: "The N-terminal helix of Xenopus cyclins A and B contributes to binding specificity of the cyclin-CDK complex"J. Biol. Chem. 276. 15415-15422 (2001)
• [文献書誌] T.Nishimoto: "Upstream and downstream of RanGTPase."Biol Chem.. 381. 397-405 (2000)
• [文献書誌] T.Sekiguchi et al.: "Novel G protein, Rag C and Rag D, interact with GTP-binding proteins, RagA and RagB."J.Biol.Chem.. (in press). (2001)
• [文献書誌] M.Yoshimi et al.: "Inhibition of N-linked glycosylation causes apoptosis in hamster BHK21 cells."Biochemical Biophysical Research Communication. 276. 965-969 (2000)
• [文献書誌] T.Makishima et al.: "A subunit of the mammalian oligosaccharyltransferase, DAD1, interacts with Mcl-1, one of the bcl-2 protein family."J.Biochem.. 128. 399-405 (2000)
• [文献書誌] M.Oki and T.Nishimoto: "Yrblp interaction with the Gsplp C terminus blocks Moglp stimulation of release from Gsplp."J.Biol.Chem.. 275. 32894-32900 (2000)
• [文献書誌] H.Nishitani et al.: "The Cdt1 protein is required to license DNA for replication in fission yeast."Nature. 404. 625-628 (2000)