サイクリンEのユビキチンリガーゼCdc4が細胞周期進行に果たす役割

• 研究課題/領域番号: 15024250
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 中山 啓子 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60294972)
• 研究期間 (年度): 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円); 2003年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
• キーワード: Cdc4 / サイクリンE / ノックアウトマウス / F-boxタンパク質 / c-Myc

研究概要

サイクリンEは380番目のスレオニン(スレオニン380)がリン酸化されるとタンパクの安定性が低下することから、リン酸化依存的な分解経路があるととが示唆されてきた。2001年にリン酸化スレオニン380を認識するユビキチンリガーゼとしてF-boxタンパクCdc4が報告された。Cdc4の過剰発現によつてサイクリンEの分解が促進されるというデータであった。また、あるがん細胞ラインではCdc4に変異があり、サイクリンEの過剰な蓄積が観察されている。
そこでわれわれはCdc4のノックアウトマウスを作製した。Cdc4ノックアウトマウスは胎生10日付近で致死となり、その際、特に頭蓋内出血が多くの個体で認められた。Cdc4ノックアウトマウスでは、原始血管叢は正常に形成されるが、リモデリングが起こらないために、正常の血管形成が認められなかった。死亡原因は、血管形成異常であると考えられた。一方、Cdc4の基質と報告されたサイクリンEは、、Cdc4ノックアウトマウスにおいて量的に変化は認められず、サイクリンEによって制御されるCDK2活性にも変化はみられなかった。このことより少なくとも胎生中期では、サイクリンEの分解にCdc4は必須ではないと結論づけられる。しかし胎生10日胚を用いた解析は生化学的解析などに限界があること、また、サイクリンEの蓄積にともなう発がん機構の解明には成体マウスが必要なことからコンディショナルノックアウトマウスを作製することをめざして研究を進めている。また、Cdc4はがん遺伝子c-Mycもユビキチン化する可能性を示唆するデータが予備的実験から得られている。今後、Cdc4の生物学的役割とともに発がん機構への関与についても検討したい。

研究成果

• [文献書誌] Kaneko, C. et al.: "Characterization of the mouse gene for the U-box-type ubiquitin ligase UFD2a"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 300. 297-304 (2003)
• [文献書誌] Zhang, Y.W.et al.: "A novel route for connexin 43 to inhibit cell proliferation : negative regulation of S-phase kinase-associated protein (Skp 2)"Cancer Res.. 63. 1623-1630 (2003)
• [文献書誌] Bornstein, G. et al.: "Role of the SCF^<Skp2> ubiquitin ligase in the degradation of p21^<Cip1> in S phase"J.Biol.Chem.. 278. 25752-25757 (2003)
• [文献書誌] von der Lehr et al.: "The F-Box protein Skp2 participates in c-Myc proteosomal degradation and acts as a cofactor for c-Myc-regulated transcription"Mol.Cell. 11. 1189-1200 (2003)
• [文献書誌] Tsunematsu, R et al.: "Mouse Fbw7/Sel-10/Cdc4 Is Required for Notch Degradation during Vascular Development"J.Biol.Chem.. 279. 9417-9423 (2004)
• [文献書誌] Chang, T.S.et al.: "p57^<KIP2> modulates stress-activated signaling by inhibiting c-Jun NH2-terminal kinase/stress-activated protein Kinase."J.Biol.Chem.. 278. 48092-48098 (2003)
• [文献書誌] Kamura, T. et al.: "Degradation of p57^<KIP2> mediated by SCF^<Skp2>-dependent ubiquitylation"Proc.Natl.Acad.Sci.U S A.. 100. 10231-10236 (2003)
• [文献書誌] Imaki, H. et al.: "Cell cycle-dependent regulation of the Skp2 promoter by GA-binding protein."Cancer Res.. 63. 4607-4613 (2003)
• [文献書誌] Nakayama, K. et al.: "Impaired degradation of inhibitory subunit of NF-κB (IκB) and β-catenin as a result of targeted disruption of the β-TrCP1 gene"Proc.Natl.Acad.Sci.U S A.. 100. 8752-8757 (2003)
• [文献書誌] Watahiki, J. et al.: "The role of p57^<KIP2> on mandibular growth in mice : By means of laser microdissection for hard tissues transcription"Orthod.Waves. 62. 201-206 (2003)