細胞周期制御

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13043005
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡山 博人 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40111950)
• 研究分担者: 石見 幸男 三菱化学生命科学研究所, 生命分子工学部, 主任研究員 ; 白髭 克彦 理化学研究所, 横浜研究所, 研究員 ; 大矢 禎一 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (20183767)
• キーワード: 細胞周期 / G1 / S / Cdc6 / S.pombe / Cdc2 / チェックポイント

研究概要

細胞周期のG1期は、細胞の増殖、分化、静止へ決定がなされる極めて重要な時期であり、細胞内外からのシグナルによる制御が集中している期間である。制御が不全であれば、正常な発生・分化に支障を来す。また、栄養源の枯渇、ストレス、代謝異常があると、G1期で停止する。これができないと細胞死をおこす。高等生物では、細胞同士の接触や足場が無くなるとG1期に停止する。細胞のがん化は、接触阻止の喪失と足場非依存性増殖能の獲得が根底にある。今年度も引き続き、発癌の根底機構である足場非依存性S期開始機構を中心に研究を展開し、当機構の解明の突破口を開く以下に述べる重要な知見が得られた。
1.複製開始点の活性化に必須なCdc6の転写とタンパク分解の阻止には、AKTを介さないPI3キナーゼシグナルが必要である。
2.足場消失によってこのシグナリングがPI3キナーゼの下流で遮断され、Cdc6の発現が抑制される。
3.発癌刺激は、この遮断を解除しCdc6の発現を上げる。
4.足場依存性・非依存性S期開始機構には、Cdc6の機能を正・負に制御するCdt1やGemininは関わっていない。
5.足場消失の際のCdc6タンパクの分解は、極めて不思議なことにリソゾーム酵素であるカテプシシL族によって行われる。
一方、分裂酵母を用いた研究から、従来の定説をくずす結果を得ている。M期開始を制御するCdc2キナーゼはチロジン15残基のリン酸化によって不活化され、このリン酸化・脱リン酸化がS-G2期チェックポイント制御の根幹を成すと言われてきた。しかし、Cdc2キナーゼのチロジン15残基の周囲のアミノ酸を変異させるチロジンのリン酸化無しに、チェックポイント機構は正常に働くことを突き止めた。

研究成果

• [文献書誌] You, Z.et al.: "Thymidine-rich single-stranded DNA sequences specifically activate mouse Mcm4/6/7 helicase on Y-fork and bubble-like substrates."EMBO J.. 22. 6148-6160 (2003)
• [文献書誌] Ishimi, Y.et al.: "Identification of MCM4 as a target of the DNA replication block checkpoint system."J.Biol.Chem.. 278. 24644-24650 (2003)
• [文献書誌] Ishimi, Y.et al.: "Enhanced expression of Mcm proteins in cancer cells derived from uterine cervix."Eur.J.Biochem.. 270. 1089-1101 (2003)
• [文献書誌] Yabuta, N.et al.: "Mamalian Mcm2/4/6/7 complex forms a toroidal structure."Genes Cells. 8. 413-421 (2004)
• [文献書誌] You, Z.et al.: "Roles of Mcm7 and Mcm4 subunits in the DNA helicase activity of the mouse Mcm4/6/7 complex"J.Biol.Chem.. 277. 42471-42479 (2003)
• [文献書誌] Ohkuni, K.et al.: "Genome-wide expression analysis of NAP1 in Saccharomyces cerevisiae."Biochem Biophys Res Commun.. 306. 5-9 (2003)
• [文献書誌] Marin, A.et al.: "Relationship between G+C content, ORF-length and mRNA concentration in Saccharomyces cerevisiae."Yeast.. 20. 703-711 (2003)
• [文献書誌] Katou, Y.et al.: "S-phase checkpoint proteins Tof1 and Mrc1 form a stable replication pausing complex."Nature. 424. 1078-1083 (2003)
• [文献書誌] Ishimi, Y.et al.: "Levels of MCM4 phosphorylation and DNA synthesis in DNA replication block checkpoint control."J.Struc.Biol.. (in press). (2004)