Ｃｄｃ７キナーゼによる複製開始制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23247031
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 正井 久雄 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 基盤技術研究センター長 (40229349)
• 連携研究者: 吉沢 直子 (須賀田 直子) 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 主任研究員 (30344071) ; 高井 裕子 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 主席研究員 (90332270) ; 松本 清治 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 主任研究員 (40190532) ; 森山 賢治 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 研究員 (00250217) ; 新本 美智枝 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 研究員 (20216237) ; 田中 卓 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 主席研究員 (80425686) ; 加納 豊 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 主任研究員 (90450593) ; 尾田 真子 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 研究員 (50399474) ; 伊藤 さゆり 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 研究員 (60462777) ; 宮武 昌一郎 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 副参事研究員 (30239420) ; 早野 元嗣 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 研究員 (30593644) ; 覺正 直子 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 研究員 (30599593)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 48,490千円 (直接経費: 37,300千円、間接経費: 11,190千円); 2013年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2012年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2011年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
• キーワード: 染色体DNA複製開始 / Cdc7キナーゼ / チェックポイント / 減数分裂期組換え / 複製タイミング / 乗り越えDNA合成 / 細胞分裂 / 脳発生 / 染色体DNA複製 / 複製起点 / リン酸化 / 染色体ダイナミクス / 構造解析

研究成果の概要

Cdc7は複製開始に重要な保存されたキナーゼである。Cdc7は通常の条件では増殖に必須であるが、分裂酵母(Hsk1)では複製フォークチェックポイント因子Mrc1の欠損によりその要求性がバイパスされる。Mrc1及び動物細胞Claspin上にはCdc7結合配列が存在し、Cdc7非結合変異体では、複製開始に重要なMcmのリン酸化が減少し、開始が障害される。Cdc7はClaspinを介してクロマチンに結合し、複製開始に重要なリン酸化を行う事を示す。一方、Cdc7ノックアウトマウスの解析から、Cdc7は血球細胞や神経細胞の増殖には必須ではないが、生後、脳の発生に重篤な欠損を生じる事が明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Cell cycle synchronization and flow cytometry analysis of mammalian cell. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshizawa-Sugata, N. and Masai, H.
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1170 ページ: 279-293
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-0888-2_13
  • ISBN: 9781493908875, 9781493908882
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ATM in prevention of genomic instability. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 13 号: 6 ページ: 882-883
  • DOI: 10.4161/cc.28216
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Temporal and spatial regulation of eukaryotic DNA replication: from regulated initiation to genome-scale timing program. (2014)
  • 著者名/発表者名: Renard-Guillet, C., Kanoh, Y., Shirahige, K., and Masai, H.
  • 雑誌名: Seminars in Cell & Developmental Biology, 巻: 30 ページ: 110-120
  • DOI: 10.1016/j.semcdb.2014.04.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ATR-Chk1-APC/CCdh1-dependent stabilization of Cdc7-ASK(Dbf4) kinase complex is required for DNA damage bypass under replication stress. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada, M., Watanabe, K., Mistrik, M., Mailand, N., Lee, M-H., Masai, H., Lukas, J. and Bartek, B.
  • 雑誌名: Genes and Development 巻: 27 号: 22 ページ: 2459-72
  • DOI: 10.1101/gad.224568.113
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Human Tim/Tipin Complex Directly Interacts with DNA Polymerase {epsilon} and Stimulates its Synthetic Activity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Aria, V., De Felice, M., Di Perna, R., Uno, S., Masai, H., Syvaoja, J.E., van Loon, B., Hubscher, U. and Pisani, F.M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 18 ページ: 12742-12752
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.398073
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of epigenetic stability and conversions in Saccharomyces cerevisiae reveals a novel role of CAF-I in position-effect variegation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jeffery, D.C., Wyse, B.A., Rehman, M.A., Brown, G.W., You, Z., Oshidari, R., Masai, H. and Yankulov, K.Y.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 41 号: 18 ページ: 8475-8488
  • DOI: 10.1093/nar/gkt623
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Role of multifunctional transcription factor TFII-I and putative tumour suppressor DBC1 in cell cycle and DNA double strand damage repair. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa, M., Wada-Hiraike, O., Yoshizawa-Sugata, N., Shirane A, Hirano M, Hiraike H, Miyamoto, Y., Sone, K., Ikeda, Y., Kashiyama, T., Oda K, Kawana K, Katakura Y, Yano T, Masai, H., Roy AL, Osuga, Y. and Fujii, T.
  • 雑誌名: Br. J. Cancer. 巻: 109 号: 12 ページ: 3042-3048
  • DOI: 10.1038/bjc.2013.532
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Replication timing regulation of eukaryotic replicons: Rif1 as a global regulator of replication timing. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, S. Hayano, M. and Masai, H.
  • 雑誌名: Trends in Genetics 巻: 29 号: 8 ページ: 449-460
  • DOI: 10.1016/j.tig.2013.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A personal reflection on the Replicon Theory: from R1 plasmid to replication timing regulation in human cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Masai, H.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 425 号: 23 ページ: 4663-4672
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2013.03.039
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of chromosome dynamics by Hsk1 kinase (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, S. and Masai, H.
  • 雑誌名: Biochemical Society Transactions 巻: 41 号: 6 ページ: 1712-1719
  • DOI: 10.1042/bst20130217
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Inhibition of DNA damage-induced apoptosis through Cdc7-mediated stabilization of Tob. (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: Nov 23;287(48) 号: 48 ページ: 40256-40265
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.353805
  • 査読あり
• [雑誌論文] A central coupler for recombination initiation linking chromosome architecture to S phase checkpoint. (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好知一郎
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 14 号: 5 ページ: 722-733
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2012.06.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of DNA replication timing on human chromosome by a cell-type specific DNA binding protein SATB1. (2012)
  • 著者名/発表者名: Oda, M., Kanoh, Y., Watanabe, Y., and Masai, H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 号: 8 ページ: 214-221
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0042375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification of replication factors using insect and mammalian cell expression systems. (2012)
  • 著者名/発表者名: Uno, S., You, Z., and Masai, H.
  • 雑誌名: Methods 巻: 57 号: 2 ページ: 214-221
  • DOI: 10.1016/j.ymeth.2012.06.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rif1 is a global regulator of timing of replication origin firing in fission yeast (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayano M, Kanoh Y, Matsumoto S, Renard-Guillet C, Shirahige K, Masai H
  • 雑誌名: Genes & Dev 巻: 25 号: 2 ページ: 137-150
  • DOI: 10.1101/gad.178491.111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rif1 protein is a key regulator of the genome-wide DNA replication timing in human cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, S., Ishii, A., Kanoh, Y., Oda, M., Nishito, Y. and Masai, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 31 号: 18 ページ: 3167-3177
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.180
  • 査読あり
• [雑誌論文] c-Jun N-terminal Kinase (JNK)-Mediated Rad18 Phosphorylation Facilitates Polη Recruitment to Stalled Replication Forks. (2012)
  • 著者名/発表者名: Barkley, L.R., Palle, K., Durando, M., Day, T.A., Gurkar, A., Kakusho, N., Li, J., Masai, H., Vaziri, C.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell. 巻: 23 号: 10 ページ: 1943-1954
  • DOI: 10.1091/mbc.e11-10-0829
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epstein-Barr nuclear antigen 1 (EBNA1)-dependent recruitment of origin recognition complex(Orc) on oriP of Epstein-Barr virus with purified proteins:stimulation by Cdc6 through its direct interaction with EBNA1. (2012)
  • 著者名/発表者名: Moriyama K
  • 雑誌名: The Journal of biological chemistry 巻: 287 号: 28 ページ: 23977-23994
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.368456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of cancer cell death induced by depletion of an essential replication regulator. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Ishii, A., Kakusho, N., Taniyama, C., Yamazaki, S., Sakaue-Sawano, A., Miyawaki, A., and Masai, H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 号: 5 ページ: e36372-e36372
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0036372
  • 査読あり
• [雑誌論文] テロメア結合因子Rif1は、染色体複タイミングを決定する (2012)
  • 著者名/発表者名: 早野元詞、加納豊、松本清治、正井久雄
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 31 ページ: 460-462
• [雑誌論文] Rif1タンパク質はヒトゲノム複製タイミングドメインを決定する。 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎 聡志、正井 久雄
  • 雑誌名: 実験医学、Current Topics 巻: 30 ページ: 2974-2978
• [雑誌論文] Rif1タンパク質はヒトゲノム複製タイミングドメインを決定する。 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎 聡志、正井 久雄
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 30
• [雑誌論文] Molecular mechanism of activation of human Cdc7 kinase: Bipartite interaction with Dbf4/ASK stimulates ATP binding and substrate recognition. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitamura, R., Fukatsu, R., Kakusho, N., Cho, Y-S., Taniyama, C., Yamazaki, S., Toh, G-T., Yanagi, K., Arai, N., Chang, H-J. and Masai, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 号: 26 ページ: 23031-23043
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.243311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pre-firing binding of Mrc1 defines the early-firing origins which are selectively hyper-activated upon loss of fork stabilizing factors in fission yeast. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayano, M., Kanoh, Y., Matsumoto, S., Kakusho, N. and Masai, H.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 巻: 31 号: 12 ページ: 2380-2389
  • DOI: 10.1128/mcb.01239-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient expression and purification of human replication fork-stabilizing factor, Claspin, from mammalian cells: DNA binding activity and novel protein interactions. (2011)
  • 著者名/発表者名: Uno, S and Masai, H.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 16 号: 8 ページ: 842-856
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01535.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple pathways can bypass the essential role of fission yeast Hsk1 kinase in DNA replication initiation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, S., Hayano, M., Kanoh. Y. and Masai, H.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: 195 号: 3 ページ: 387-401
  • DOI: 10.1083/jcb.201107025
  • 査読あり
• [雑誌論文] RecQL4: a helicase linking formation and maintenance of a replication fork. (2011)
  • 著者名/発表者名: Masai, H.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 149 号: 6 ページ: 629-631
  • DOI: 10.1093/jb/mvr031
  • NAID: 10030585512
  • 査読あり
• [学会発表] 染色体DNA複製プログラムの制御機構と起源・進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄、田中 卓、加納 豊、山崎 聡志、松本 清治、吉沢 直子、松嶋 夢叶
  • 学会等名: 第２回 細胞周期制御と細胞運命 シンポジウム
  • 発表場所: 浜松（静岡）
  • 年月日: 2014-02-13 – 2014-02-14
  • 招待講演
• [学会発表] イントロダクション (2013)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄
  • 学会等名: 第36回（2013年）日本分子生物学会年会，ワークショップ 『レプリコン仮説50周年：染色体複製装置の形成とその活性の時空間制御』
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫）
  • 年月日: 2013-12-03 – 2013-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] Rif1: a potential global regulator of DNA replication, DNA repair, and recombination (2013)
  • 著者名/発表者名: 正井 久雄、山崎 聡志、Lai Mongsing、Foiani Marco、吉沢 直子、加納 豊、松本 清治、森山賢治、覺正 直子、深津 理乃、松嶋 夢叶、河野 暢明、Renard-Guillet Claire
  • 学会等名: 第36回（2013年）日本分子生物学会年会，ワークショップ 『DNA二重鎖切断のend-resectionと修復機構の選択・制御』
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫）
  • 年月日: 2013-12-03 – 2013-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] "Introduction" Symposium (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: 86th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2013-09-11 – 2013-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Chromatin architecture that regulates replication timing of eukaryotic chromosomes (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai, Yutaka Kanoh, Satoshi Yamazaki, Motoshi Hayano, Naoko Yoshizawa, Kenji Moriyama, Yumeka Matsushima, Naoko Kakusho, Rino Fukatsu
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会事務局 インターナショナルセッション『Assembly and architecture of protein complexes regulating inheritance and stable maintenance of genome』
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2013-09-11 – 2013-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Control of origin firing timing in fission yeast cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: EMBO Conference "Pombe 2013: 7th International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: London UK
  • 年月日: 2013-06-24 – 2013-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] A personal reflection on the Replicon Theory: from R1 plasmid to replication timing regulation in human cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: Half a Century With Replicon Theory for Genome Stability and Instability
  • 発表場所: Pasteur Institute, Paris, France
  • 招待講演
• [学会発表] Cell cycle and chromatin regulators in stem cell regulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: The Gene and Immnuotherapy conference
  • 発表場所: Ho chi Min City, Vietnam
  • 招待講演
• [学会発表] 解体再構成的アプローチから合成生物学•生命現象シミュレーションへ：DNA複製をモデルとして (2012)
  • 著者名/発表者名: 正井久雄
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会 シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of replication fork in maintenance of genomic integrity (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: 15th A-IMBN Annual Conference
  • 発表場所: Shanghai,China
  • 招待講演
• [学会発表] Cell cycle regulation of mouse embryonic stem cells: E2F- and Emi1-mediated positive feedback regulation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: 4th Southeast Stem Cell Consortium Workshop at Florida State University
  • 発表場所: Tallahassee, Florida,USA
  • 招待講演
• [学会発表] DNA複製制御因子を標的とした制がん戦略：Cdc7キナーゼ阻害によるがん細胞死誘導 (2011)
  • 著者名/発表者名: 正井久雄
  • 学会等名: 第9回 日本臨床腫瘍学会/日本癌学会/分子標的治療学会 合同シンポジウム“基礎から学ぶ次世代の分子標的治療薬と基盤技術”
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of replication program in fission yeast and human cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hisao Masai
  • 学会等名: Annual Meeting of Japanese Molecular Biology Society
  • 発表場所: Yokohama
  • 招待講演