初期発生における細胞周期制御の研究

2002 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 10102009
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 佐方 功幸 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (80142024)
• 研究分担者: 古野 信明 九州大学, 大学院・理学研究院, 助手 (80219120) ; 中條 信成 九州大学, 大学院・理学研究院, 助手 (90294876)
• 研究期間 (年度): 1998 – 2002
• キーワード: ツメガエル / 卵成熟 / 初期胚 / 細胞周期 / 細胞周期制御因子 / 減数分裂 / 体細胞分裂 / チェックポイント

研究概要

本研究課題では以下の成果を得た.(1)これまでの30年来の定説とは異なり,卵成熟におけるMPFの活性化に卵核胞の内容物(核内因子)が必須であることを初めて示した.(2)卵成熟過程における二極性紡錘体の形成にサイクリンB1,B2のうちB2のみが必須であることを示した.(3)チェックポイントキナーゼChk1が卵母細胞のG2停止に関与すること,Chk1のC末端領域に自己阻害的な領域があることを見い出した.(4)Wee1キナーゼが第一減数分裂期には存在しないこと,そしてこのWee1の欠如が第二減数分裂への移行に必須であることを初めて示した.(5)受精後のMosの翻訳停止がMos mRNAの3'非翻訳領域に存在するAUUUA配列に依存して起こることを初めて示した.(6)Nek2キナーゼに母性型と胚性型の2つのスプライス変異体が存在し,前者が卵割期における中心体形成に必須であることを初めて示した.(7)MBT以降に発現する胚性型Wee1(Wee1Bと命名)を初めて単離し,Wee1Bが母性型Wee1と活性や安定性において異なる特性を持ち,MBT以降の体細胞型細胞周期に関与することを示した.(8)Chk1がMBTにおける生理的なDNA複製チェックポイントを仲介することを初めて示した.更に,MBTでChk1がCdc25Aを直接リン酸化しその分解を誘起すること,この分解が後期発生のために必須であることなどを示した.

研究成果

• [文献書誌] Iwashita, J.et al.: "Essential role of germinal vesicle material in the meiotic cell cycle of Xenopus oocytes"Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95. 4392-4397 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yoshitome, S.et al.: "Overexpression of the cytoplasmic retention signal region of cyclin B2, but not of cyclin B1, inhibits bipolar spindle formation in Xenopus oocytes"Biology of the Cell. 9. 509-518 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sagata, N.: "Meiotic maturation and arrest in animal oocytes"Seminers in Cell & Developmental Biology. 9. 535-537 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nakajo, N.et al.: "Involvement of Chk1 kinase in prophase I arrest of Xernopus oocytes"Developmental Biology. 207. 432-444 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Uto, K.et al.: "Two structural variants of Nek2 kinase, termed Nek2A and Nek2B, are differentially expressed in Xenopus tissues and development"Developmental Biology. 208. 456-464 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Uto, K.et al.: "Nek2B, a novel maternal form of Nek2 kinase, is essential for the assembly or maintenance of centrosomes in early Xenopus embryos"EMBO Journal. 19. 1816-1826 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nakajo, N.et al.: "Absence of Wee1 ensures the meiotic cell cycle in Xenopus oocytes"Genes & Development. 14. 328-338 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kajiura-Kobayashi, H.et al.: "The Mos/MAPK pathway is involved in MII-arrest as a CSF but is neither necessary nor sufficient for initiating oocyte maturation in goldfish"Developmental Genes & Evolution. 210. 416-425 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Oe, T.et al.: "Cytoplasmic occurence of the Chk1/Cdc25 pathway and regulation of Chk1 in Xenopus oocytes"Developmental Biology. 229. 250-261 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Okamoto, K.et al.: "The existence of two distinct Wee1 isoforms in Xenopus : implications for the developmental regulation of the cell cycle"EMBO Journal. 21. 2472-2484 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shimuta, K.et al.: "Chk1 is activated transiently and targets Cdc25A for degradation at the Xenopus midblastula transition"EMBO Journal. 21. 3694-3703 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ueno, S.et al.: "Requirement for both EDEN and AUUUA motifs in translational arrest of Mos mRNA upon fertilization of Xenopus eggs"Developmental Biology. 250. 156-167 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sagata, N.: "Untangling checkpoints"Science. 298. 1905-1907 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Furuno, N.et al.: "Expression of cell -cycle regulators during Xenopus oogenesis"Gene Expression Patterns. 165. 165-168 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Goda, T.et al.: "The RRASK motif in Xenopus cyclin B2 is required for the substrate recognition of Cdc25C by the cyclin B-Cdc2 complex"The Journal of Biological Chemistry. 278. 19032-19037 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yoshitome, S.et al.: "Requirement for the C-terminal seven amino acids of the cyclin B2 CRS in normal bipolar spindle formation in Xenopus oocytes and embryos"Molecular Cancer Research. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐方 功幸: "ツメガエル初期発生における細胞周期制御「両生類の発生生物学」"北海道大学図書刊行会. 29 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐方 功幸: "生化学辞典"東京化学同人. (1998)
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• [文献書誌] 佐方 功幸: "Bioscience用語ライブラリー「細胞内シグナル伝達」"羊土社. 2 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐方 功幸: "謎の癌遺伝子Mosの機能を追って「続・ロマンチックな科学者」"羊土社. 17 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐方 功幸: "卵減数分裂周期の制御機構 細胞周期研究のフロンティア「実験医学増刊」"羊土社. 7 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 中條 信成: "母性因子と胚性因子による細胞周期制御「実験医学増刊」"羊土社. 6 (2000)
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• [文献書誌] 佐方 功幸: "カエルの卵にみる減数分裂の原理.さまざまな生物で生殖細胞がつくられる仕組み"クバプロ. 9 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐方 功幸: "動物卵の減数分裂周期制御「細胞周期がわかる」"羊土社. 8 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 宇都 克裕: "初期発生における細胞周期制御因子の分解とその意義「実験医学増刊」"羊土社. 7 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐方 功幸: "初期発生における細胞周期制御「バイオサイエンスの新世紀 第6巻 細胞の誕生と死」"共立出版. 17 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐方 功幸: "初期発生における細胞周期のチェックポイント制御「実験医学増刊」"羊土社. 7 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐方 功幸: "細胞生物学事典"朝倉書店(印刷中).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐方 功幸: "初期胚発生における細胞増殖制御.「発生における細胞増殖制御」"シュプリンガー・フェアラーク東京(印刷中).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J. Iwashita, Y. Hayano, and N. Sagata: "Essential role of germinal vesicle material in the meiotic cell cycle of Xenopus oocytes"Proc. Natl. Acad. Sci. USA.. 95. 4392-4397 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S. Yoshitome, N. Furuno, and N. Sagata: "Overexpression of the cytoplasmic retention signal region of cyclin B2, but not of cyclin B1, inhibits bipolar spindle formation in Xenopus oocytes"Boil. Cell. 9. 509-518 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Meiotic maturation and arrest in animal oocytes"Semin, Cell Dev. Biol.. 9. 535-537 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Nakajo, T. Oe, K. Uto, and N. Sagata: "Involvement of Chk1 kinase in prophase I arrest of Xenopus oocytes"Dev. Biol.. 207. 432-444 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Uto, N. Nakajo, and N. Sagata: "Two structural variants of Nek2 kinase, termed Nek2A and Nek2B, are differentially expressed in Xenopus tissues and development"Dev. Biol.. 208. 456-464 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Uto and N. Sagata: "Nek2B, a novel maternal form of Nek2 kinase, is essential for the assembly or maintenance of centrosomes in early Xenopus embryos"EMBO J.. 19. 1816-1826 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Nakajo, S. Yoshitome, J. Iwashita, M. Iida, K. Uto, S. Ueno, K. Okamoto, and N. Sagata: "Absence of Wee1 ensures the meiotic cell cycle in Xenopus oocytes"Genes & Dev.. 14. 328-338 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H. Kajiura-Kobayashi, N. Yoshida, N. Sagata, M. Yamashita, and Y. Nagahama: "The Mos/MAPK pathway is involved in MII-arrest as a CSF but is neither necessary nor sufficient for initiating oocyte maturation in goldfish"Dev. Genes & Evol.. 210. 416-425 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Oe, N. Nakajo, Y. Katsuragi, K. Okazaki, and N. Sagata: "Cytoplasmic occurreuce of the Chk1/Cdc25 pathway and regulation of Chk1 in Xenopus oocytes"Dev. Biol.. 229. 250-261 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Okamoto, N. Nakajo, and N. Sagata: "The existence of two distinct Wee1 isoforms in Xenopus : implications for the developmental regulation of the cell cycle"EMBO J.. 21. 2472-2484 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Shimuta, N. Nakajo, K. Uto, Y. Hayano, K. Okazaki, and N. Sagata: "Chk1 is activated transiently and targets Cdc25A for degradation at the Xenopus midblastula transition"EMBO J.. 21. 3694-3703 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S. Ueno and N. Sagata: "Requirement for both EDEN and AUUUA motifs in translatlonal arrest of Mos mRNA upon fertilization of Xenopus eggs"Dev. Biol.. 250. 156-167 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Untangling checkpoints"Science. 298. 1905-1907 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Furuno, A. Kawasaki, and N. Sagata: "Expression of cell-cycle regulators during Xenopus oogenesis"Mech. Dev.. 3. 165-168 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Goda, N. Nakajo, N. Sagata, and H. Kobayashi: "The RRASK motif in Xenopus cyclin B2 is required for the substrate recognition of Cdc25C by the cyclin B-Cdc2 complex"J. Biol. Chem.. 278. 19032-19037 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S. Yoshitome, N. Furuno, and N. Sagata: "Requirement for the C-terminal seven amino acids of the cyclin B2 CRS in normal bipolar spindle formation in Xenopus oocytes and embryos"Mol. Cancer Res.. in press.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Cell cycle control in early Xenopus development"Developmental biology of amphibians. 46-74 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Mos, cytostatic factor (CSF), MAP kinase, maturation-promoting factor (MPF)"Dictionaly of biochemistry. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J. Iwashita and N. Sagata: "Mos"Intracellular signal transduction. Bioscience word library. 126-127 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Persuing the function of the enigmatic oncogene c-Mos"Romantic scientists. 120-136 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Regulation mechanism of the oocyte meiotic cell cycle. Frontier of cell cycle research"Special issuie of experimental Medicine. 18. 195-201 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Nakajo, K. Uto, T. Oe, K. Okamoto, and N. Sagata: "Cell cycle control by maternal and zygotic factors"Special issue of Experimental Medicine. 18. 210-215 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Principle of meiosis : a lessen from amphibian eggs"Mechanism of germ cell formation in various species. 53-61 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Control of the meiotic cell cycle in animal oocytes"Understanding the cell cycle. 80-87 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Uto, K. Okamoto, and N. Sagata: "Degradation of the cell cycle regulators and its significance in early development"Special issue of Experimental Medicine. 19. 100-106 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Okamoto, N. Nakajo, and N. Sagata: "Cell cycle control in early development. Birth and death of the cell"New century of Biosicence. Vol. 6. 30-46 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Checkpoint control of the cell cycle in early development"Special issue of Experimental Medicine. 21. 48-54 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "checkpoint, MPF, cyclin, cell cycle"Dictionary of Cell Biology. in press.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Sagata: "Control of cell proliferation in early embryogenesis"Countrol of cell proliferation in development. in press.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より