ほ乳動物細胞のG1期制御因子から複製装置にいたるシグナル伝達ネットワークの解明

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 12141101
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: (財)東京都医学研究機構
• 研究代表者: 正井 久雄 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 副参事研究員 (40229349)
• 研究分担者: 大谷 清 東京医科歯科大学, 疾患遺伝子実験センター, 講師 (30201974) ; 藤田 雅俊 国立がんセンター研究所, ウイルス部, 室長 (30270713) ; 村上 洋太 京都大学, ウイルス研究所, 助教授 (20260622) ; 釣本 敏樹 国立大学法人九州大学, 理学研究院, 教授 (30163885)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2005
• キーワード: G1-S期以降 / E2F転写因子 / DNA複製前複合体 / MCMタンパク質 / Cdc7キナーゼ / サイクリン依存性キナーゼ / 核マトリックス付着 / クランプ=クランプローダー

研究概要

G1期のシグナルはCdk4-サイクリンの活性化を通じてE2F転写因子の活性化をもたらす。E2Fは、G1-S期移行に必須な因子のみならず、S期因子、チェックポイント因子、修復因子さらにG2-M期進行に必要な因子も誘導し、細胞を増殖サイクルへと導くとともに、複製進行や引き続く細胞分裂の過程の協調的連動に貢献する。E2Fにより発現誘導された、複製タンパク質は複製複合体の形成と活性化を促進する。ORC,Cdc6,Cdt1,MCMに依存して、鋳型上にpreRC(prereplicative complex;複製前複合体)が形成されるが、転写因子を介した核マトリックスと複製装置との密接な相互作用が複製装置の形成に重要な役割を果たしている可能性が示された。CdkとCdc7は、MCM2および4のN端領域を広範にリン酸化し、これにより複製複合体の成熟、ヘリカーゼの活性化をもたらしpreRCを活性化する。この過程でMCMヘリカーゼは特定の鋳型DNA構造により活性化される。複製フォークの進行時には、複数のクランプ・ローダーシステムが連動し、多様なDNA代謝酵素、DNA合成酵素が機能的に協調し複製から分配にいたる染色体動態の厳密な制御を可能にする。癌細胞や、全能性の幹細胞では、複製因子の多くあるいは特定のサブセットが過剰に発現しており、タンパク質機能ネットワークが異なる定常状態にあり、それぞれの細胞特有の細胞周期進行に関連している可能性がある。これらの過程に関与する因子の発現の脱制御は、ゲノムの不安定性を誘導すること、複製因子の発現抑制により、がん細胞特異的な細胞死が誘導されることも示され、複製因子が制癌の標的となる可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Abstract Distinct E2F-mediated transcriptional program regulates p14ARF gene expression. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komori, H., Enomoto, M., Nakamura, M., Iwanaga, R., Ohtani, K.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 3724-3736
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] RNA polymerase II is required for siRNA generation and peri-centromeric heterochromatin formation in fission yeast. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kato, H., Goto, D.B., Martienssen, R.A., Urano, T., Furukawa, K., Murakami, Y.
  • 雑誌名: Science 309 ページ: 467-469
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transcription factors and DNA replication origin selection. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kohzaki, H., Murakami, Y.
  • 雑誌名: Bioessays 27 ページ: 1107-1116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Myeloid leukemia factor 1 regulates p53 by suppressing COP1 via COP9 signalosome subunit 3. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoneda-Kato, N., Tomoda, K., Umehara, M., Arata, Y., Kato, J.Y.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 1739-1749
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Abstract Distinct E2F-mediated transcriptional program regulates p14ARF gene expression. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komori, H., Enomoto M., Nakamura, M., Iwanaga, R, Ohtani, K.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 3724-36
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] RNA polymerase II is required for siRNA generation and peri-centromeric heterochromatin formation in fission yeast. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kato, H., Goto, D.B., Martienssen, R.A., Urano, T., Furukawa, K, Murakami, Y.
  • 雑誌名: Science. 309 ページ: 467-469
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transcription factors and DNA replication origin selection.. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kohzaki, H., Murakami, Y.
  • 雑誌名: Bioessays. 27 ページ: 1107-1116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Myeloid leukemia factor 1 regulates p53 by suppressing COP1 via COP9 signalosome subunit 3. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoneda-Kato, N., Tomoda, K, Umehara, M., Arata, Y, Kato, J.Y.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 1739-1749
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cdt1 phosphorylation by cyclin A-dependent kinases negatively regulates its function without affecting geminin binding. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, N., Tatsumi, Y., Tsurumi, T., Matsukage, A., Kiyono, T., Nishitani, H., Fujita, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 19691-19697
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The reconstituted human Chl12-RFC complex functions as a second PCNA loader. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, Y., Shinozaki A., Sugimoto, K., Usukura J., Obuse, C., Tsurimoto, T.
  • 雑誌名: Genes Cells 9 ページ: 279-290
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cdt1 phosphorylation by cyclin A-dependent kinases negatively regulates its function without affecting geminin binding. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, N., Tatsumi, Y., Tsurumi, T., Matsukage, A., Kiyono, T., Nishitani, H, Fujita, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 19691-19697
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The reconstituted human Chl12-RFC complex functions as a second PCNA loader. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shiomi Y., Shinozaki A., Sugimoto K, Usukura J., Obuse, C, Tsurimoto T.
  • 雑誌名: Genes Cells. 9 ページ: 279-290
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The role of Ppe1/PP6 protein phosphatase for equal chromosome segregation in fission yeast. (2003)
  • 著者名/発表者名: Goshima, G., Iwasaki, O., Obuse, C, Yanagida, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 22 ページ: 2752-2763
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The ORC1 cycle in human cells : I. Cell cycle regulated oscillation of human ORC1. (2003)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, Y., Ohta, S., Kimura, H., Tsurimoto, T., Obuse, C.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 278 ページ: 41528-41534
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A critical role of the 18. 3-terminus of nascent DNA chanes in recognition of stalled replication forks. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mizukoshi, T., Tanaka, T., Arai, K, Kohda, D., Masai, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 278 ページ: 42234-42239
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Thymine-rich single-stranded DNA activates Mcm4/6/7 helicase on Y-fork and bubble-like substrates. (2003)
  • 著者名/発表者名: You, Z., Ishimi, Y., Mizuno T., Sugasawa, K., Hanaoka, F., Masai, H.
  • 雑誌名: EMBO J 22 ページ: 6148-6160
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The role of Ppel/PP6 protein phosphatase for equal chromosome segregation in fission yeast. (2003)
  • 著者名/発表者名: Goshima, G., Iwasaki, O., Obuse, C, Yanagida, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 22 ページ: 2752-2763
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The ORC1 cycle in human cells : I. Cell cycle regulated oscillation of human ORCl. (2003)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, Y., Ohta, S., Kimura, H., Tsurimoto, T, Obuse, C.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 278 ページ: 41528-41534
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A critical role of the 18. 3・terminus of nascent DNA chanes in recognition of stalled replication forks.. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mizukoshi, T., Tanaka, T., Arai, K., Kohda, D, Masai, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 278 ページ: 42234-42239
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Thymine-rich single-stranded DNA activates Mcm4/6/7 helicase on Y-fork and bubble-like substrates. (2003)
  • 著者名/発表者名: You, Z., Ishimi, Y., Mizuno T., Sugasawa, K., Hanaoka, F, Masai, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 22 ページ: 6148-6160
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nuclear organization of DNA replication initiation proteins in mammalian cells. (2002)
  • 著者名/発表者名: Fujita, M., Ishimi, Y., Nakamura, H., Kiyono, T., Tsurumi, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 227 ページ: 10354-10361
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A proteomics approach to identifiy PCNA binding proteins from human cell lysates : identification of human CHL12/RFC complex as a novel PCNA binding protein. (2002)
  • 著者名/発表者名: Ohta, S., Shiomi, Y., Sugimoto, K., Obuse, C., Tsurimoto, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 277 ページ: 40362-40367
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inactivation of Cdc7 kinase in mouse embryonic stem cells results in S phase arrest and p53-dependent cell death. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kim, J.M., Nakao, K., Nakamura, K., Saito, I., Katsuki, M., Arai, K., Masai, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 21 ページ: 2168-2179
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Fission yeast CENP-B homologs nucleate centromeric heterochromatin by promoting heterochromatin specific histone tail modifications. (2002)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H., Lee J-K., Hurwitz, J., Allshire, R.C., Nakayama J-I., Grewal S., Tanaka K., Murakami Y.
  • 雑誌名: Genes ＆ Dev 16 ページ: 1766-1778
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nuclear organization of DNA replication initiation proteins in mammalian cells. (2002)
  • 著者名/発表者名: Fujita, M., Ishimi, Y., Nakamura, H., Kiyono, T, Tsurumi, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 277 ページ: 10354-10361
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A proteomics approach to identifiy PCNA binding proteins from human cell lysates : identification of human CHL12/RFC complex as a novel PCNA binding protein. (2002)
  • 著者名/発表者名: Ohta, S., Shiomi, Y., Sugimoto, K., Obuse, C, Tsurimoto, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 277 ページ: 40362-40367
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inactivation of Cdc7 kinase in mouse embryonic stem cells results in S phase arrest and p53-dependent cell death. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kim, J.M., Nakao, K., Nakamura, K., Saito, I., Katsuki, M., Arai, K, Masai, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 21 ページ: 2168-2179
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Fission yeast CENP-B homologs nucleate centromeric heterochromatin by promoting heterochromatin specific histone tail modifications. (2002)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H., Lee J-K.Hurwitz, J.Allshire, R.C., Nakayama J-I., Grewal S., Tanaka K., Murakami Y.
  • 雑誌名: Genes ＆ Dev. 16 ページ: 1766-1778
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] ATP-dependent structural change of the eukaryotic clamp loader protein, RFC. (2000)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, Y., Usukura, J., Masamura, Y., Takeyasu, K., Nakayama, Y., Obuse, C., Yoshikawa, H., Tsurimoto, T.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 97 ページ: 14127-14132
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] CDK2-dependent and-independent pathways in E2F-mediated S phase induction. (2000)
  • 著者名/発表者名: Arata, Y., Fujita, M., Ohtani, K., Kijima, S., Kato, J-Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 275 ページ: 6337-6345
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ATP-dependent structural change of the eukaryotic clamp loader protein, RFC. (2000)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, Y., Usukura, J., Masamura, Y., Takeyasu, K, Nakayama, Y., Yoshikawa, H, Tsurimoto, T.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97: Obuse, C. ページ: 14127-14132
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] CDK2-dependent and-independent pathways in E2F-mediated S phase induction. (2000)
  • 著者名/発表者名: Arata, Y., Fujita, M., Ohtani, K., Kijima, S, Kato, J-Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 275 ページ: 6337-6345
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より