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2016 年度 実績報告書

「非通常型DNA複製」におけるMCMヘリカーゼファミリーの役割分担の解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K18482
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

夏目 豊彰  国立遺伝学研究所, 分子遺伝研究系, 助教 (10435513)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード非通常型DNA複製 / オーキシンデグロン法 / MCM8-9ヘリカーゼ / MCM2-7複製ヘリカーゼ / 細胞死 / がん化
研究実績の概要

遺伝情報を子孫の細胞に間違いなく伝承するためには、DNAを正確に複製する必要がある。このDNA複製のステップは細胞周期に1回だけ生じるように厳密に制御されており、その破綻は細胞死やがん化を引き起こす。一方、このような通常のDNA複製から逸脱した現象(非通常型DNA複製)が様々な生物種・細胞種で知られており、発生分化などの生理的な現象や細胞のがん化といった病理的な現象に関連があるが、その分子メカニズムはよく分かっていない。
私はこの非通常型DNA複製の分子メカニズムや意義を明らかとするため、通常のDNA複製を司るMCM2-7複製ヘリカーゼを迅速に壊してDNA複製を阻害し、それに対する細胞の応答を観察する系を構築することを試みた。このためにまず、目的タンパク質をごく短時間に分解できるオーキシンデグロン法をヒト細胞で容易に利用できる方法を確立した(Natsume et al. Cell Reports、2016)。次に、この方法を用いてMCM2-7複製ヘリカーゼを破壊した結果、MCM2-7非存在下でも、そのパラログであるMCM8-9ヘリカーゼに依存した形でDNA合成が再開されるという、新しいタイプの非通常型DNA複製を見い出した。私達はこの経路が、紫外線や抗がん剤などによってMCM2-7複製ヘリカーゼの進行が阻害された際、DNA複製を再開させるための細胞のバックアップシステムであると提唱した(Natsume et al. Genes & Dev, in press)。MCM8-9ヘリカーゼが、正常細胞においては、自然に生じる複製障害に対処して細胞死やがん化防ぐ一方、がん細胞においては、抗がん剤への抵抗性を高めている可能性が考えられる。MCM8-9ヘリカーゼの阻害剤を開発すれば、既存の抗がん剤の作用をさらに高めることができるかもしれない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Conditional Degrons for Controlling Protein Expression at the Protein Level2017

    • 著者名/発表者名
      Natsume T, Kanemaki MT
    • 雑誌名

      Annual Review of Genetics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Acute Inactivation of the Replicative Helicase in Human Cells Triggers MCM8-9-dependent DNA Synthesis2017

    • 著者名/発表者名
      Natsume T, Nishimura K, Minocherhomji S, Bhwmick R, Hickson ID, Kanemaki MT
    • 雑誌名

      Genes & Development

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Perichromosomal protein Ki67 supports mitotic chromosome architecture2016

    • 著者名/発表者名
      Takagi M, Natsume T, Kanemaki MT, Imamoto N
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 21 ページ: 1113-1124

    • DOI

      10.1111/gtc.12420

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid Protein Depletion in Human Cells by Auxin-Inducible Degron Tagging with Short Homology Donors2016

    • 著者名/発表者名
      Natsume T, Kiyomitsu T, Saga Y, Kanemaki MT
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 15 ページ: 210-218

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.03.001

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 人為的複製フォーク破壊システムから見えてきたヒトMCM8-9 依存的なフォークの再生メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      夏目豊彰、西村浩平、Ian Hickson、鐘巻将人
    • 学会等名
      第34回染色体ワークショップ・第15回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      かずさアカデミアホール(木更津市)
    • 年月日
      2017-01-11
  • [学会発表] ヒト細胞における人為的複製フォーク破壊システムから見えてきた Mcm8-9依存的な複製フォークの再生メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      夏目豊彰、西村浩平、鐘巻将人
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
  • [学会発表] Cell-cycle specific perturbation of human MCM2-7 and cohesin complexes by the use of the auxin-inducible degron (AID) technology2016

    • 著者名/発表者名
      夏目豊彰、鐘巻将人
    • 学会等名
      The 10th 3R Symposium
    • 発表場所
      Hotel Ichibata (Matsue)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid protein depletion in human cells by auxin-inducible degron (AID) tagging with short homology donors2016

    • 著者名/発表者名
      夏目豊彰、清光智美、相賀裕美子、鐘巻将人
    • 学会等名
      第68回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市)
    • 年月日
      2016-06-15
  • [備考] 取り除けば働きがわかる!~特定のヒト細胞内タンパク質を素早く取り除いて機能を探る方法を開発~

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2016/03/research-highlights_ja/20160325.html

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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