哺乳類細胞の複製工場を構成する因子の基盤の同定と、制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22570178
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 水野 武 独立行政法人理化学研究所, 今本細胞核機能研究室, 専任研究員 (30281629)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: DNAポリメラーゼα / 染色体複製 / ポリメラーゼα特異的阻害剤 / デヒドロアルテヌシン / 複製工場 / pot1 / 天然変性タンパク質 / 染色体末端 / テロメア / DNAポリメラーゼ / 核内品質管理機構 / 温度感受性変異体 / 核内タンパク質分解 / HSP90 / tsFT20 / noboviocine / DNA複製 / タンパク質分解 / 複製フォーク / ゲノム恒常性 / 細胞ストレス

研究概要

哺乳類細胞核内の染色体複製の分子機構の解明を目指し、マウスDNAポリメラーゼαの細胞内動態を解析した。マウスDNAポリメラーゼαをモデルとした解析等を通じて、1)哺乳類細胞のDNAポリメラーゼαに特異的阻害剤を開発し、デヒドロアルテヌシンの誘導体の中の一つC12が最も強力に特異的にポリメラーゼαを阻害することを見出した。そのことからleading鎖とlagging鎖の合成が不一致したときに異所的なRPAのfociが形成される可能性を考察した。2)ポリメラーゼαの温度感受性変異体の解析を通じて、核内の異常タンパク質を排除するタンパク質品質管理機構の存在する可能性を示唆し、解析を続けた。3)DNAポリメラーゼαと相互作用するテロメア結合因子の解析を通じてDNAポリメラーゼαのクロマチンへのloadingメカニズムに共通した分子メカニズムの提唱にいたった。

研究成果

• [雑誌論文] Direct observation method of individual single-stranded DNA molecules using fluorescent replication protein A (2011)
  • 著者名/発表者名: Oshige M, Kawasaki S, Takano H, Yamaguchi K, Kurita H, Mizuno T, Matsuura S, Mizuno A, Katsura S.
  • 雑誌名: Journal Fluorescence 巻: 21(3) 号: 3 ページ: 1189-1194
  • DOI: 10.1007/s10895-010-0797-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation method of individual single-stranded DNA molecules using fluorescent replication protein A (2011)
  • 著者名/発表者名: Oshige M., et al.
  • 雑誌名: Journal of Fluorescence 巻: 12(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and mutagenesis studies of the C-terminal region of licensing factor Cdt1 enable the identification of key residues for binding to replicative helicase MCM proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Goo JEE, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 285 ページ: 15931-15940
  • 査読あり
• [学会発表] 哺乳類細胞核内タンパク質品質管理機構はHSP90と核内のプロテアソームによるタンパク質分解により維持される。Mammalian nuclear protein quality control is mediated by HSP90 and PA28gamma. (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野 武、渋谷麻実、花岡文雄、今本尚子
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 、福岡県、福岡市
• [学会発表] Intrinsically disordered amino-terminal region of DNA polymerase alpha catalytic subunit is interactive region for other replicative factors (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Mizuno, Sae Miyazawa, Masako Izumi, Fumio Hanaoka, Naoko Imamoto, Hidetaka Torigoe
  • 学会等名: The 8^<th> 3R Symposium
  • 発表場所: Awaji, Hyogo
• [学会発表] Nuclear protein quality control mechanism involves HSP90 to eliminate aberrant proteins from nucleus (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Mizuno, Miwa Higaki, Asami Shibuya, Fumio Hanaoka, Naoko Imamoto
  • 学会等名: 第64回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 神戸市、兵庫県
• [学会発表] 哺乳類細胞核内タンパク質品質管理機構はHSP90と核内のプロテアソームによるタンパク質分解により維持される (2012)
  • 著者名/発表者名: (水野 武)、渋谷麻実、花岡文雄、今本尚子
  • 学会等名: 第３５回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] マウステロメア結合タンパク質とＤＮＡポリメラーゼαの相互作用解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮澤沙絵，（水野武），立澤桜子，花岡文雄，今本尚子，鳥越秀峰
  • 学会等名: 第３５回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 核局在と点変異がマウスVHLの安定性に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渋谷麻実、（水野武）、今本尚子
  • 学会等名: 第３５回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Intrinsically disordered amino-terminal region of DNA polymerase alpha catalytic subunit is interactive region for other replicative factors. (2012)
  • 著者名/発表者名: (Takeshi Mizuno), Sae Miyazawa, Masako Izumi, Fumio Hanaoka, Naoko Imamoto, Hidetaka Torigoe
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium
  • 発表場所: 淡路島、夢舞台
• [学会発表] Nuclear protein quality control mechanism involves HSP90 to eliminate aberrant proteins from nucleus (2012)
  • 著者名/発表者名: (Takeshi Mizuno), Miwa Higaki, Asami Shibuya, Fumio Hanaoka, Naoko Imamoto
  • 学会等名: 第64回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Nuclear protein quality control mechanism involves HSP90 to eliminate aberrant proteins from nucleus (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Mizuno, M.Higaki, A.Shibuya, M.Shimonaka, F.Hanaoka, N.Imamoto
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ、横浜
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Nuclear protein quality control mechanism involves HSP90 to eliminate aberrant proteins from nucleus (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Mizuno, Miwa Higaki, Asami Shibuya, Motoyuki Shimonaka, Fumio Hanaoka, Naoko Imamoto
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市、神奈川県
• [学会発表] Eukaryotic DNA replication and genome Maintenance (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Mizuno, Ken-ichiro Yanagi, JunGoo Jee, Masahiro Shirakawa, Fumio Hanaoka, and Naoko Imamoto
  • 学会等名: Cold Spring Harbor laboratory Meeting
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, New York, USA
• [学会発表] マウスCdt1のMcm結合領域の構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野武, 他
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Structure and mutagenesis studies of the C-terminal region of licensing factor Cdt1 enable the identification of key residues for binding to replicative helicase Mcm proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Mizuno, et al.
  • 学会等名: 3R symposium
  • 発表場所: 富山市
  • 年月日: 2010-10-26
• [学会発表] 細胞核内にて働く品質管理機構の提唱 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野武, 他
  • 学会等名: 第9回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 伊豆市
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 細胞核内にて働く品質管理機構の提唱 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野 武、今本尚子、花岡文雄
  • 学会等名: 第9回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 伊豆市,静岡県
• [学会発表] Structure and Mutagenesis Studies of the C-terminal Region of Licensing Factor Cdt1 Enable the Identification of Key Residues for Binding to Replicative Helicase Mcm Proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Mizuno, JunGoo Jee, Masahiro Shirakawa and Fumio Hanaoka
  • 学会等名: 3R new frontier in the 3R
  • 発表場所: Toyama, Toyama
• [図書] Effect of a specific mammalian DNA polymerase α inhibitor, dehydroaltenusin, on DNA replication in cultured cells. pp67-111, DNA Replication and Mutation, Raymond P. Leitner (Ed.) ISBN 978-1-61324-490-6 (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, T., Kuriyama, I., Takemura, M., Sakaguchi, K., Sugawara, F., Yoshida, H., Mizushina, Y.
  • 出版者: Nova publisher
• [図書] Quality Control of DNA Polymerase α, Fundamental Aspects of DNA Replication, Jelena Kusic-Tisma (Ed.), ISBN: 978-953-307-259-3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizuno T., Izumi M., and Eichinger, C. S.
  • 出版者: InTech
• [図書] Fundamental Aspects of DNA Replication (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Mizuno, M.Izumi, C.S.Eichinger
  • 出版者: In tech ISBN 978-953-307-259-3
• [図書] 分子生物学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田沼靖一編著
  • 出版者: 丸善(印刷中)
• [備考] title="Quality Control of DNA Polymerase α">Quality Control of DNA Polymerase α
  • URL: http://www.intechopen.com/articles/show/title/auality-control-of-dna-polymerase-
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/celldynamics/research_3.html