自律複製する染色体外遺伝因子の細胞内動態と細胞外排出を支配する分子機構

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14340238
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 清水 典明 広島大学, 総合科学部, 助教授 (10216096)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• キーワード: 遺伝子増幅 / 染色体外遺伝因子 / 複製開始領域 / 核マトリックス結合領域 / 微小核 / DM / HSR

研究概要

遺伝子増幅は広汎なヒトがんの悪性化に寄与している。増幅した遺伝子は、自律複製する染色体外遺伝因子であるDMか、染色体上のHSRに局在する。我々は以前、哺乳動物複製開始領域(IR)と核マトリックス結合領域(MAR)を持つプラスミドが効率よくDMやHSRを形成することを見いだした。また、DMががん細胞から排出されるとがん細胞が脱がん化、分化することを見いだした。DMの排出は、細胞質に生じる微小核への選択的な取り込みを介していた。微小核への取り込みは、細胞周期進行に伴うDMの特異な細胞内動態に原因があった。このような動態と微小核を介する排出は、多種多様な自律複製する染色体外遺伝因子一般に共通する可能性が高い。平成14年度から17年度まで行った本研究では、自律複製する染色体外遺伝因子の細胞内動態と細胞外排出を支配する分子機構の理解を深めるとともに、それを細胞核や染色体機能の理解に応用する基礎研究や、組み替え蛋白質生産技術へ応用する研究を行った。具体的には、1)ヒトがん細胞に見られるDMの細胞内動態と、微小核への選択的取込みの分子機構に関する研究、2)哺乳動物細胞に導入された遺伝物質の、細胞内動態と細胞外排出機構に関する研究、3)自律複製する染色体外遺伝因子を介する遺伝子増幅の機構に関する研究、4)増幅した遺伝子領域からの遺伝子発現に関する研究、5)簡便で効率の良い新規遺伝子増幅系を用いた、有用蛋白質量産系樹立に向けた研究、6)染色体外遺伝因子により形成された長大で均質な染色体領域の特性を利用した、間期細胞核の機能構造に関する研究、を行い、それぞれ大きな成果を挙げることができた。

研究成果

• [雑誌論文] When, where and how the bridge brgaks : Anaphase bridge breakage plays a crucial role in gene amplification and HSR-generation. (2005)
  • 著者名/発表者名: N.Shimizu et al.
  • 雑誌名: Experimental Cell Research 302 ・ 2 ページ: 233-243
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Tracking of microinjected DNA in live cells reveals the intracellular behavior and elimination of extrachromosomal genetic materia1. (2005)
  • 著者名/発表者名: N.Shimizu et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 33 ・ 19 ページ: 6269-6307
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] When, where and how the bridge breaks : Anaphase bridge breakage plays a crucial role in gene amplification and HSR-generation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Noriaki Shimizu et al.
  • 雑誌名: Experimental Cell Research Vol 302, no. 2 ページ: 233-243
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Tracking of microinjected DNA in live cells reveals the intracellular behavior and elimination of extrachromosomal genetic material. (2005)
  • 著者名/発表者名: Noriaki Shimizu et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research vol.33, no.19 ページ: 6296-6307
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Macroscopic folding and replication of the homogeneously staining region in late S phase leads to the appearance of replication bands in mitotic chromosomes. (2004)
  • 著者名/発表者名: N.Shimizu et al.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 117 ・ 22 ページ: 5303-5312
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Macroscopic folding and replication of the homogeneously staining region in late S phase leads to the appearance of replication bands in mitotic chromosomes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Noriaki Shimizu et al.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science Vol. 117, no. 22 ページ: 5303-5312
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Amplification of plasmids containing a mammalian replication initiation region is mediated by controllable conflict between replication and transcription (2003)
  • 著者名/発表者名: N.Shimizu et al.
  • 雑誌名: Cancer Research 63 ・ 17 ページ: 5281-5290
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Amplification of plasmids containing a mammalian replication initiation region is mediated by controllable conflict between replication and transcription. (2003)
  • 著者名/発表者名: Noriaki Shimizu et al.
  • 雑誌名: Cancer Research vol.63, no.17 ページ: 5281-5291
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [産業財産権] 「研究成果報告書概要(和文)」より (2005)
  • 発明者名: 清水典明
  • 権利者名: 広島大学二
  • 産業財産権番号: PCT/JP2005/020972基礎出願, 特願2004-334984, 待願2005-121431
  • 出願年月日: 2005-11-15