ＤＮＡ修復・複製の連携役としてのチェックポイント機構とクロマチン制御の機能関連

• 研究領域: ゲノム複製・修復・転写のカップリングと普遍的なクロマチン構造変換機構
• 研究課題/領域番号: 23131515
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 古谷 寛治 京都大学, 放射線生物研究センター, 講師 (90455204)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円); 2012年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2011年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: チェックポイント / FRAP / Rad9 / DNA損傷 / DNA修復 / クロマチン

研究実績の概要

DNAチェックポイント機構はDNA損傷の検出にともない発動するシグナル伝達経路である。DNA損傷部位にチェックポイント複合体は直接結合する事でそれを検出する。申請者らはこれまでにチェックポイント複合体のうちRad9複合体に注目して来た。その過程で、Rad9複合体が段階的なリン酸化を受ける事、そして、それがDNA損傷部位からの結合と速やかな解離を制御する事を見出して来た。これらの研究は分裂酵母を用いた研究であり、保険級では一培養細胞に展開する事で普遍的制御の可能性を問うた。また、培養細胞はサイズが大きいためタンパク質の細胞内動態のライブイメージングが容易である。申請者は細胞内の局所にDNA損傷をレーザーで誘導する技術を用いて、Rad9複合体の細胞内でのダイナミクスを定量解析した。その結果、リン酸化を受けないRad9変異タンパク質はより早い時間でDNA損傷部位へと集積する事が明らかとなった。
また、分裂酵母Rad9タンパク質がDNA損傷部位を標的する際に用いる配列を試験管内のアッセイ系で同定した。酸性アミノ酸に富んだ配列であり、ヒトRad9にも保存されている配列であった。この配列はチェックポイントの発動には必須では無かったリン酸化されなかった際のバックアップとして働きうる可能性が示唆出来た。おそらくはRad9タンパク質の形状を活性化状態に切り替える分子スイッチとしてリン酸化とDNA損傷部位への結合が働いていると考えられた。
さらに別種の分裂酵母ジャポニカスにおいてDNAチェクポイントの発動と栄養源飢餓が分化シグナルの発動に際し強調的に働く事を示す事が出来た。これらは論文として報告した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Construction of an insertion marker collection of Sz. japonicus(IMACS) for genetic mapping and a fosmid library covering its genome (2012)
  • 著者名/発表者名: Furuya, K. Aoki, K. and Niki, H
  • 雑誌名: Yeast 巻: 5 号: 6 ページ: 241-249
  • DOI: 10.1002/yea.2907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyphal differentiation induced via a DNA damage checkpoint-dependent pathway engaged in crosstalk with nutrient stress signaling in Schizosaccharomyces japonicus. (2012)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治、仁木宏典
  • 雑誌名: Current Genetics 巻: 58 号: 5-6 ページ: 291-303
  • DOI: 10.1007/s00294-012-0384-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] チェックポイントタンパク質Rad9はリン酸化によりDNA損傷クロマチンから解離する (2012)
  • 著者名/発表者名: 古谷 寛治
  • 雑誌名: 生化学 巻: 84 ページ: 551-555
  • NAID: 10030966694
• [雑誌論文] Comparative functional genomics of the fission yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: Rhino, N., Chen, Z., Yassour, M., Thompson, D. A., Haas, B. J., Habib, N., Wapinski, I., Roy, S., Lin, M. F., Herman, D. I., Young, S. K., Furuya, K., Guo, Y(計47名) Nusbaum, C.
  • 雑誌名: Science 332 巻: 332 号: 6032 ページ: 930-936
  • DOI: 10.1126/science.1203357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Breakage of the nuclear envelope by an extending mitotic nucleus occurs during anaphase in Schizosaccharomyces japonicus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Aoki K. et al.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 16 号: 9 ページ: 911-926
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01540.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diploid construction by interallelic complementation in Schizosaccharomyces japonicus (2011)
  • 著者名/発表者名: Furuya, K., andNiki, H.
  • 雑誌名: Yeast 巻: 28 号: 10 ページ: 747754-747754
  • DOI: 10.1002/yea.1898
  • 査読あり
• [学会発表] チェックポイントタンパク質のダイナミクス制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古谷 寛治
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
  • 招待講演
• [学会発表] Toward the reconstitution of dynamic behavior of checkpoint clamp complex (2012)
  • 著者名/発表者名: 古谷 寛治
  • 学会等名: 28th RBC-NIRSInternational Symposium
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] The dynamic behavior of checkpoint proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: 古谷 寛治
  • 学会等名: International 3R symposium
  • 発表場所: 淡路夢舞台
  • 年月日: 2012-11-25
• [学会発表] チェックポイントタンパク質のダイナミクス制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古谷 寛治
  • 学会等名: 遺伝研研究集会「遺伝情報の安定性を支える分子メカニズム」
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所
  • 年月日: 2012-10-03
  • 招待講演
• [学会発表] The regulation of checkpoint proteins by checkpoint kinase ATR and DNA replication kinase DDK (2011)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会・ワークショップ
  • 発表場所: 神奈川県横浜市、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] REGULATION OF DNA DAMAGE CHECKPOINT SIGNALLING THROUGH PHOSPHORYLATION (2011)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治
  • 学会等名: The 27th RBC-NIRS International Symposium
  • 発表場所: 京都市、コープイン京都(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] チェックポイントタンパク質のDDKキナーゼ依存的な制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治
  • 学会等名: 第21回「DNA複製・組換え・ゲノム安定性制御ワークショップ」
  • 発表場所: 福岡県福津市、サンピア福岡
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] 複製キナーゼDDKに依るチェックポイントタンパク質の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治
  • 学会等名: ゲノム損傷応答研究会
  • 発表場所: 静岡県三島市、国立遺伝学研究所
  • 年月日: 2011-10-15
• [備考] 放射線生物研究センター 突然変異機構研究部門
  • URL: http://house.rbc.kyoto-u.ac.jp/mutagenesis2/index2.html
• [備考]
  • URL: http://www.rbc.kyoto-u.ac.jp/archive.html