新規サイクリン様分子依存性キナーゼによる染色体複製及び減数分裂の制御機構の研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10480164
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 正井 久雄 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (40229349)
• 研究分担者: 佐藤 憲子 東京大学, 医科学研究所, 助手 (70280956)
• キーワード: DNA複製 / キナーゼ / 細胞周期 / GI / S移行 / サイクリン / 減数分裂 / DNAヘリカーゼ / MCMタンパク質

研究概要

今年度は、これまでに我々が単離した分裂酵母とヒトのCdc7キナーゼ触媒および活性制御サブユニット(それぞれHsk11/Him1およびhuCdc7/H7タンパク質)の機能について、遺伝学的生化学的に検討した。Hsk1/Him1の転写とタンパク質およびhuCdc7/H37の転写の細胞周期における変動を検討した結果、いずれの生物種においても、触媒サブユニットは細胞周期を通じてほぼ一定のレベルで発現されること、制御サブユニットの発現はG1期で低下しG1後期からS期にかけて上昇しS期を通じて高く保たれることが示された。
hsk1(ts)株の解析および、him1変異体の解析から、分裂酵母のCdc7類似キナーゼのHsk1/Him1複合体は、体細胞分裂および減数分裂時のDNA複製の他に、ヒドロキシ尿素などによるDNA複製阻害時のチェックポイント制御にも関与することが明かとなった。
G1期のヒト正常繊維芽細胞にH37の抗体を微注入すると、80%以上の細胞でDNA複製が阻害された。この事実はH37の機能がヒト細胞のDNA複製の開始に必須であることを示す。また、muCdc7遺伝子の2つのalleleを欠損したマウスは胎生3.5日から6.5日の間に死亡した。以上の結果はCdc7キナーゼ複合体の機能が動物細胞の増殖とくにDNA複製に必須であることを強く示唆する。
一方ヒトCdc7/H37複合体を精製し、in vitroリン酸化反応による解析を行った結果、MCM複合体の中のMCM2サブユニットが特異的にリン酸化されin vivoで観察されるリン酸化パターンと類似したリン酸化パターンが得られた。リン酸化されたMCM2タンパク質は主に、可溶性画分に回収されることがらMCM2のリン酸化によりMCM複合体の集合状態が変化し、その結果MCM複合体(DNAヘリカーゼ活性?)が活性化され複製が開始するというモデルを提出した。

研究成果

• [文献書誌] Kim, J.M., Sato, N., Yamada, M., Arai, K and Masai, H.: "“Growth regulation of the expression of mouse cDNA and gene encoding a serine/threonine kinase related to S.cerevisiae CDC7 essential for G1/S transition"" J.Biol.Chem.273. 23248-23257 (1998)
• [文献書誌] Ohtoshi, A, Arai, K and Masai, H.: "“Two recessive modes of growth inhibitionby exogenously introduced mutant genes:Analysis of mutant CDC28 and CDC7 genes in Saccharomyces cerevisiae."" J.Biochem.Mol.Biol.Biophys.1. 253-263 (1998)
• [文献書誌] 正井久雄: "DNAの複製と修復" 羊土社, 1999 (1998)