テロメア維持機構の分子生物学的解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13854026
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 石川 冬木 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (30184493)
• 研究分担者: 鍋谷 彰 京都大学, 生命科学研究科, 助手 (40334495) ; 加納 純子 京都大学, 生命科学研究科, 助手 (10323809)
• キーワード: テロメア / 複製 / SV40 / TRF1 / 複製フォーク / ALT / チェックポイントRad

研究概要

テロメアは、テロメア繰り返し配列とテロメア特異的・非特異的結合蛋白質からなる巨大な複合体である。本年度の本研究において、テロメアDNAの複製機構について検討を行った。既に我々は、線状SV40 DNAの試験管内複製系を確立しており、従来よく知られているような環状DNAの複製と同様に、線状DNAも効率よく複製されることを示している。線状DNAの一方の末端にテロメア繰り返し配列を付加したDNAは、この系において効率よく複製されないことを示した。さらに、テロメアDNA結合蛋白質であるTRF1やTRF2のリコンビナント蛋白質を加えると、複製効率はさらに低下し、フォークが停止した複製中間体の増加が認められた。細胞内におけるテロメア複製に対するTRF1の影響を検討するために、HeLa細胞にTRF1を過剰発現させると、テロメア領域の複製速度が低下することが認められた。以上より、テロメアは複製装置のよい基質ではなく、そのことを回避するための何らかの仕組みを持っていることが予想された。ALT(alternative lengthening of telomeres)は、テロメレース非依存的にテロメアを維持する不死化細胞をさす。DNA組み換えが関わることが示唆されているが、これまでその詳細は明らかではなかった。本年度の本研究で、我々はALT細胞では特異的に、Rad1,Rad9,Hus1,Rad17などのチェックポイントRad蛋白質がテロメアDNAの複製に伴ってテロメアに共局在することを見いだした。ALT細胞ではテロメア複製の異常があり、テロメアがDNA損傷として認識されている可能性がある。

研究成果

• [文献書誌] Kanoh, J., Francesconi, S., Collura A., Schramke, V., Isikawa, F., Baldacci, G., Geli, V.: "The Fission Yeast spSetlp is a Histone H3-K4 Methyltransferase that Functions in Telomere Maintenance and DNA Repair in an ATM Kinase Rad3-dependent Pathway"J.Mol.Biol.. 326. 1081-1094 (2003)
• [文献書誌] Sadaie, M., Naito, T., Ishikawa, F.: "Stable inheritance of telomere chromatin structure and function in the absence of telomeric repeats"Genes Dev.. 17. 2271-2282 (2003)
• [文献書誌] Yoshimura, S.H., Maruyama, H., Ishikawa, F., Ohki, R., Takeyasu, K.: "Molecular mechanism of DNA end-loop formation by TRF2"Genes to Cells. 9. 205-218 (2004)
• [文献書誌] Ohki, R., Ishikawa, F.: "Telomere-bound TRF1 and TRF2 stall replication fork at telomeric repeats"Nucl.Acids Res.. 32. 1627-1637 (2004)
• [文献書誌] Kanoh, J., Ishikawa, F.: "Composition and conservation of the telomeric complex"Cell.Mol.Life Sci.. 60(review article). 2295-2302 (2003)
• [文献書誌] Ishikwa, F.: "Cellular senescence, an unpopular yet trustworthy tumor suppressor mechanism"Cancer Sci.. 94(review article). 944-947 (2003)