細胞周期の開始制御

• 研究課題/領域番号: 13043005
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡山 博人 東京大学, 大学院医学研究科, 教授 (40111950)
• 研究分担者: 佐方 功幸 九州大学, 大学院理学研究院, 教授 (80142024) ; 石見 幸男 三菱化学生命科学研究所, 生命分子工学部, 主任研究員 ; 白髭 克彦 理化学研究所, 横浜研究所, 研究員 ; 大矢 禎一 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (20183767) ; 石見 幸夫 三菱化学, 生命科学研究所, 主任研究員
• 研究期間 (年度): 2001 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 151,600千円 (直接経費: 151,600千円); 2005年度: 25,300千円 (直接経費: 25,300千円); 2004年度: 24,700千円 (直接経費: 24,700千円); 2003年度: 33,500千円 (直接経費: 33,500千円); 2002年度: 35,000千円 (直接経費: 35,000千円); 2001年度: 33,100千円 (直接経費: 33,100千円)
• キーワード: S期開始制御 / 足場依存性・非依存性増殖 / Cdc6 / p53 / Tsc-Rheb / Cdc25A / ユビキチン化 / 足場非依存性増殖 / カテプシン / リソゾーム / Cdk6 / Cdk4 / 骨分化 / BMP-2 / Smad / Chk1 / DNA障害・複製チェックポイント / 細胞周期 / G1 / S / S.pombe / Cdc2 / チェックポイント / D3

研究概要

当研究の主たる課題であり、発癌の根底機構をなす足場依存性・非依存性細胞周期機構の解明に向けて研究を推進し、重要な進展を得た。特に、足場消失に伴い、染色体DNAの複製開始に必須なCdc6タンパクの発現が転写停止とタンパクの分解促進によって遮断されること、このタンパク分解に、少なくとも2種類のユビキチンリガーゼと1種類のカテプシン様システインプロテアーゼが関わっていること、その一つはG1期で作用することが示されているCdh1-APであり、その働きに癌抑制因子p53が必要であること、更にこれらの系によるCdc6タンパクの分解制御にTsc-Rhebシグナル伝達経路が深く関わっていることを見出した。一方、G1期サイクリン依存性キナーゼのなかでCdk6/サイクリンD3の複合体が、阻害タンパクの影響を受けないこと、その結果、増殖刺激が無い状態で細胞の増殖促進効果を発揮し化学発癌に対する細胞の感受性を著しく引き上げること、更に、骨細胞分化を負に抑制することを明らかにした。他方、細胞周期チェックポイント制御に関して、以下の知見を得た。
Myt1キナーゼはCdc2の抑制的キナーゼであり、ツメガエル卵の減数分裂においては、Mos/MAPK下流のp90rskキナーゼがMyt1と結合し、その活性を阻害している。また、体細胞周期においてPolo様キナーゼPlx1がMyt1と結合しリン酸化することによってその活性を阻害することを見出した。更に、様々な基質中の二重にリン酸化されたDSGモチーフ(DpSGFXpS)を認識するSCFb-TrCPユビキチンリガーゼが、ツメガエルおよびヒトのCdc25Aにある新規な非リン酸化型DDGモチーフ(DDGFXD)を認識し、分解に導くことを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Nonviral gene delivery by tetraamino fullerene. (2006)
  • 著者名/発表者名: Isobe, H., Nakanishi, W., Tomita, N., Jinno, S., Okayama, H., Nakamura, E.
  • 雑誌名: Mol. Pharm. 3(2) ページ: 124-134
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gene delivery by aminofullerene : structural requirements for efficient transfection. (2006)
  • 著者名/発表者名: Isobe, H., Nakanishi, W., Tomita, N., Jinno S., Okayama, H., Nakamura, E.
  • 雑誌名: Chemistry-An Asian J. (印刷中)
• [雑誌論文] Inhibition of Cdk6 expression through p38 MAP kinase is involved in differentiation of mouse prechondrocyte ATDC5. (2005)
  • 著者名/発表者名: Moro, T., Ogasawara, T., Chikuda, H., Ikeda, T., Ogata, N., Maruyama, Z., Komori, T., Hoshi, K., Chung, U.I., Nakamura, K., Okayama, H., Kawaguchi H.
  • 雑誌名: J. Cell Physiol. 204 ページ: 927-933
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Polo-like kinase Plx1 interacts with and inhibits Myt1 after fertilization of Xenopus eggs. (2005)
  • 著者名/発表者名: D.Inoue, N.Sagata
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 1057-1067
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] b-TrCP recognizes a previously undescribed nonphosphorylated destruction motif in Cdc25A and Cdc25B phosphatases. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Kanemori, K.Uto, N.Sagata
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 ページ: 6279-6284
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Polo-like kinase Plxl interacts with and inhibits Mytl after fertilization of Xenopus eggs. (2005)
  • 著者名/発表者名: D.Inoue, N.Sagata.
  • 雑誌名: EMBOJ. 24 ページ: 1057-1067
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] b-TrCP recognizes a previously undescribed nonphosphorylated destruction motif in Cdc25A and Cdc25B phosphatases. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Kanemori, K.Uto, N.Sagata.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 ページ: 6279-6284
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of Cdk6 expression through p38 MAP kinase is involved in differentiation of mouse prechondrocyte ATDC5. (2005)
  • 著者名/発表者名: Moro, T., Ogasawara, T., Chikuda, H., Ikeda, T., Ogata, N., Maruyama, Z., Komori, T., Hoshi, K., Chung, U.I., Nakamura, K., Okayama, H., Kawaguchi H.
  • 雑誌名: J.Cell Physiol. 204 ページ: 927-933
• [雑誌論文] The Polo-like kinase Plx1 interacts with and inhibits Myt1 after fertilization of Xenopus eggs. (2005)
  • 著者名/発表者名: D.Inoue, N.Sagata.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 1057-1067
• [雑誌論文] b-TrCP recognizes a previously undescribed nonphosphorylated destruction motif in Cdc25A and Cdc25B phosphatases. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Kanemori, K.Uto, N.Sagata
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102 ページ: 6279-6284
• [雑誌論文] Osteoclast differentiation by RANKL requires NF-kappaB-mediated downregulation of cyclin-dependent kinase 6 (Cdk6). (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, T., Katagiri, M., Yamamoto, A., Hoshi, K., Takato, T., Nakamura, K., Tanaka, S., Okayama, H., Kawaguchi, H.
  • 雑誌名: J. Bone Miner. Res. 19 ページ: 1128-1136
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Bone morphogenetic protein-2-induced osteoblast differentiation requires Smad-mediated down-regulation of Cdk6 (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, T., Kawaguchi, H., Jinno, S., Hoshi, K., Itaka, K., Takato, T., Nakamura, K., Okayama, H.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 24 ページ: 6560-6568
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of Chk1 kinase by autoinhibition and ATR-mediated phosphorylation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Katsuragi, Y., Sagata, N.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 15 ページ: 1680-1689
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Chk1, but not Chk2, inhibits Cdc25 phosphatases by a novel common mechanism. (2004)
  • 著者名/発表者名: Uto, K., Inoue, D., Shimuta, K., Nakajo, N., Sagata, N.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 3386-3396
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Bone morphogenetic protein-2-induced osteoblast differentiation requires Smad-mediated down-regulation of Cdk6. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, T., Kawaguchi, H., Jinno, S., Hoshi, K., Itaka, K., Takato, T., Nakamura, K., Okayama, H.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 24 ページ: 6560-6568
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of Chkl kinase by autoinhibition and ATR-mediated phosphorylation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Katsuragi, Y., Sagata, N.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 15 ページ: 1680-1689
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chkl, but not Chk2, inhibits Cdc25 phosphatases by a novel common mechanism. (2004)
  • 著者名/発表者名: Uto, K., Inoue, D., Shimuta, K., Nakajo, N., Sagata, N.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 3386-3396
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Bone morphogenetic protein-2-induced osteoblast differentiation requires Smad-mediated down-regulation of Cdk6 (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, T., Kawaguchi, H., Jinno, S., Hoshi, K., Itaka, K., Takato, T., Nakamura, K., Okayama, H.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 24 ページ: 6560-6568
• [雑誌論文] Osteoclast differentiation by RANKL requires NF-kappaB-mediated downregulation of cyclin-dependent kinase 6 (Cdk6). (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, T., Katagiri, M., Yamamoto, A., Hoshi, K., Takato, T., Nakamura, K., Tanaka, S., Okayama, H., Kawaguchi, H.
  • 雑誌名: J.Bone Miner.Res. 19 ページ: 1128-1136
• [雑誌論文] Regulation of Chk1 kinase by autoinhibition and ATR-mediated phosphorylation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Katsuragi, Y., Sagata, N.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 15 ページ: 1680-1689
• [雑誌論文] Overexpression of Cdk6-cyclin D3 highly sensitizes cells to physical and chemical transformation. (2003)
  • 著者名/発表者名: Chen, Q., Lin, J., Jinno, S., Okayama, H.
  • 雑誌名: Oncogene 22 ページ: 992-1001
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Overexpression of-Cdk6-cyclin D3 highly sensitizes cells to physical and chemical transformation. (2003)
  • 著者名/発表者名: Chen, Q., Lin, J., Jinno, S., Okayama, H.
  • 雑誌名: Oncogene 22 ページ: 992-1001
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cdc6 requires anchorage for its expression. (2002)
  • 著者名/発表者名: Jinno, S., Yageta, M., Nagata, A., Okayama, H.
  • 雑誌名: Oncogene 21 ページ: 1777-1784
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mammalian Rcd1 is a novel transcriptional cofactor that mediates retinoic acid-induced cell differentiation. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hiroi, N., Ito, T., Yamamoto, H., Ochiya, T., Jinno, S., Okayama, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 21 ページ: 5235-5244
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mammalian Rcdl is a novel transcriptional cofactor that mediates retinoic acid-induced cell differentiation. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hiroi, N., Ito, T., Yamamoto, H., Ochiya, T., Jinno, S., Okayama, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 21 ページ: 5235-5244
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Oncogenic cell cycle start control. (2001)
  • 著者名/発表者名: Jinno, S., Lin, J., Yageta, M., Okayama, H.
  • 雑誌名: Mutatin Reseach. 477 ページ: 23-29
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cdk6-cyclin D3 complex evades inhibition by inhibitor proteins and uniquely controls cell's proliferation competence. (2001)
  • 著者名/発表者名: Lin, J., Jinno, S., Okayama, H.
  • 雑誌名: Oncogene. 20 ページ: 2000-20009
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Establishment and maintenance of sister chromatid cohesion in fission yeast by a unique mechanism. (2001)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Hao, Z., Kai, M., Okayama, H.
  • 雑誌名: The EMBO Journal 20 ページ: 5779-5790
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Anticancer agent E7070 inhibits amino acid and uracil transport in fission yeast. (2001)
  • 著者名/発表者名: Tsukahara K, Watanabe T, Hata-SugiN, Yoshimatsu K, Okayama H, Nagasu T
  • 雑誌名: Mol Pharmacol. 60 ページ: 1254-1259
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and Transfection Capability of Multi-Functionalized Fullerene Polyamine. (2001)
  • 著者名/発表者名: Isobe H, Tomita N, Jinno S, Okayama H, Nakamura E
  • 雑誌名: Chemistry Letters. 30 ページ: 1214-1215
  • NAID: 10007540696
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cdk6-cyclin D3 complex evades inhibition by inhibitor proteins and uniquely controls cell' s proliferation competence. (2001)
  • 著者名/発表者名: Lin, J., Jinno, S., Okayama, H.
  • 雑誌名: Oncogene 20 ページ: 2000-2009
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Establishment and maintenance of sister chromatid cohesion in fission yeast by a unique mechanism. (2001)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Hao, Z., Kai, M., Okayama, H.
  • 雑誌名: EMBOJ. 20 ページ: 5779-5790
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Anticancer agent E7070 inhibits amino acid and uracil transport in fission yeast. (2001)
  • 著者名/発表者名: Tsukahara K, Watanabe T, Hata-Sugi N, Yoshimatsu K, Okayama H, Nagasu T.
  • 雑誌名: Mol Pharmacol. 60 ページ: 1254-1259
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and Transfection Capability of Multi-Functionalized Fullerene Polyamine. (2001)
  • 著者名/発表者名: Isobe H, Tomita N, Jinno S, Okayama H, Nakamura E.
  • 雑誌名: Chemistry Letters. 30 ページ: 1214-1215
  • NAID: 10007540696
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] You, Z.et al.: "Thymidine-rich single-stranded DNA sequences specifically activate mouse Mcm4/6/7 helicase on Y-fork and bubble-like substrates."EMBO J.. 22. 6148-6160 (2003)
• [文献書誌] Ishimi, Y.et al.: "Identification of MCM4 as a target of the DNA replication block checkpoint system."J.Biol.Chem.. 278. 24644-24650 (2003)
• [文献書誌] Ishimi, Y.et al.: "Enhanced expression of Mcm proteins in cancer cells derived from uterine cervix."Eur.J.Biochem.. 270. 1089-1101 (2003)
• [文献書誌] Yabuta, N.et al.: "Mamalian Mcm2/4/6/7 complex forms a toroidal structure."Genes Cells. 8. 413-421 (2004)
• [文献書誌] You, Z.et al.: "Roles of Mcm7 and Mcm4 subunits in the DNA helicase activity of the mouse Mcm4/6/7 complex"J.Biol.Chem.. 277. 42471-42479 (2003)
• [文献書誌] Ohkuni, K.et al.: "Genome-wide expression analysis of NAP1 in Saccharomyces cerevisiae."Biochem Biophys Res Commun.. 306. 5-9 (2003)
• [文献書誌] Marin, A.et al.: "Relationship between G+C content, ORF-length and mRNA concentration in Saccharomyces cerevisiae."Yeast.. 20. 703-711 (2003)
• [文献書誌] Katou, Y.et al.: "S-phase checkpoint proteins Tof1 and Mrc1 form a stable replication pausing complex."Nature. 424. 1078-1083 (2003)
• [文献書誌] Ishimi, Y.et al.: "Levels of MCM4 phosphorylation and DNA synthesis in DNA replication block checkpoint control."J.Struc.Biol.. (in press). (2004)
• [文献書誌] Tanaka, H. et al.: "The fission Yeast pfh1^+ gene encodes an essential 5' to 3' DNA helicase required for the completion of S-phase"Nucleic Acids Research. 30・22. 4728-4739 (2002)
• [文献書誌] Hiroi, N.et al.: "Mammalian Rcd1 is a novel transcriptional cofactor that mediates retinoic acid-induced cell differentiation"The EMBO Journal. 21・19. 5235-5244 (2002)
• [文献書誌] Jinno, S.et al.: "Cdc6 required anchorage for its expression"Oncogene. 21. 1777-1784 (2002)
• [文献書誌] Chen, Q.et al.: "Overexpression of Cdk6-cyclin D3 highly sensitizes cells to physical and chemical transformation"Oncogene. 22. 992-1001 (2003)
• [文献書誌] Ishimi, Y.et al.: "Enhanced expression of Mcm proteins in cancer cells derived from uterine cervix"Eur.J.Biochem.. (in press).
• [文献書誌] You Z.et al.: "Roles of Mcm7 and Mcm4 subunits in the DNA helicase activity of the mouse Mcm4/6/7 complex"J.Biol.Chem.. 277. 42471-42479 (2002)
• [文献書誌] Fujita M.et al.: "Nuclear organizatio of DNA replication initiation proteins in mammalian cells"J.Biol.Chem.. 277. 10354-10361 (2002)
• [文献書誌] Yabuta, N.et al.: "Mamalian Mcm2/4/6/7 complex forms a toroidal structure"Genes Cells. (in press).
• [文献書誌] Ishimi, Y.: "Regulation of eukaryotic DNA replication and the role of Mcm helicase"Recent Res.Devel.Mol.Cell.Biol.. 3. 47-57 (2002)
• [文献書誌] 石見幸男: "ゲノムの複製の制御"生化学. 74. 1360-1363 (2002)
• [文献書誌] Sekiya, -K.M.et al.: "Dissection of Upstream Regulatory Components of the Rho1p Effector, 1,3-β-Glucan Synthase, in Saccharomyces cerevisiae"Genetics. 162. 663-761 (2002)
• [文献書誌] Utsugi, T.et al.: "Movement of yeast 1,3-β-glucan synthase on the surface of the plasma membrane"Gene to Cells. 7. 1-9 (2002)
• [文献書誌] Mizutani, R., et al.: "Protein-splicing reaction via a thiazolidine intermediate : crystal structure of the VMA1-derived endonuclease bearing the N-and C-terminal propeptides"J.Mol.Biol.. 316. 919-929 (2002)
• [文献書誌] Dijkgraaf, G.J.P.et al.: "Involvement of Saccharomyces cerevisiae Fks1p β-1, 6-glucan biosynthesis"Yeast. 19. 671-690 (2002)
• [文献書誌] Nogami, S.et al.: "Karyopherin-mediated Nuclear Import of the Homing Endonuclease, VDE, Is Required for Self-propagation of the Coding Region"Mol.Cell Biol.. 23. 1726-1736 (2002)
• [文献書誌] Okuda Y.et al.: "Occurrence, horizontal transfer and degeneration of VDE intein family in saccharomycete yeasts"Yeast. (in press). (2003)
• [文献書誌] Abe M.et al.: "Lack of GTP-bound Rho1p in Secretory Vesicles of Saccharomyces cerevisiae"J.Cell Biol.. (in press). (2003)
• [文献書誌] Ohtani, Sano, F.et al.: "Development of image processing program for yeast cell morphology"J.Bioinfo Comp.Biol.. (in press). (2003)
• [文献書誌] Jinno, S., et al.: "Oncogenic cell cycle start control"Mut.Res.. 477. 23-29 (2001)
• [文献書誌] Lin, J., et al.: "Cyclin D3-Cdk6 complex evades inhibition by inhibitor proteins and uniquely controls cell's growth competence"Oncogene. 20. 2000-2009 (2001)
• [文献書誌] Tanaka, K., et al.: "Establishment and maintenance of sister chromatid cohesion in fission yeast by a unique mechanism"EMBO J.. 20. 5779-5790 (2001)
• [文献書誌] Tsukahara, K., et al.: "Anticancer agent e7070 inhibits amino acid and uracil transport in fission yeast"Mol.Pharmacol. 60. 1254-1259 (2001)
• [文献書誌] Isobe, H., et al.: "Synthesis and transfection capability of multi-functionalized fullerene polyamine"Chem.Lett.. 12. 1214-1215 (2001)
• [文献書誌] Jinno, S., et al.: "Cdc6 requires anchorage for its expression"Oncogene. (in press).
• [文献書誌] Ishimi, Y., et al.: "Biochemical activities associated with mouse Mcm2 protein"J.Biol.Chem. 276. 42744-42752 (2001)
• [文献書誌] Ishimi, Y., et al.: "Phosphorylation of Mcm4 at specific sites by cyclin-dependent kinase leads to loss of Mcm4,6,7helicase activity"J.Biol chem.. 276. 34428-34433 (2001)
• [文献書誌] Tada, S., et al.: "Molecular cloning of a cDNA encoding mouse DNA helicase B, which has homology to Escherichia coli RecD protein, and identification…"Nucleic Acids Res.. 29. 3835-3840 (2001)
• [文献書誌] Tadokoro, R., et al.: "Sckeduled conversion of replication complex architecture at replication origins of S.cervisiae during the cell cycle"J.Biol Chem.. (in press).
• [文献書誌] Kim, JM. et al.: "A member of the YERO57c/yjgf/Uk114 family links isoleucine biosynthesis and intact mitochondria maintenanc in…"Gene Cells. 6. 507-517 (2001)
• [文献書誌] Radiji, M., et al.: "The cloning and characterization of the CDC5O gene family in Saccharomyces cervisiae"Yeast. 18. 195-205 (2001)