細胞を異常増殖と癌形質発現に導く分子機構の体細胞変異株を用いた研究

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61010085
• 研究機関: 埼玉県立がんセンター
• 研究代表者: 瀬野 悍二 埼玉がんセ, その他, 研究員 (30076989)
• 研究分担者: 清水 信義 慶応義塾大学, 医学部分子生物学教室, 教授 (50162706) ; 佐藤 弘毅 放射線医学総合研究所, 遺伝研究部, 室長 (60029775) ; 西本 毅治 九州大学, 大学院・医学系研究科・分子生命科学系専攻細胞工学講座, 教授 (10037426) ; 西島 正弘 国立予防衛生研究所, 化学部, 室長 (60072956) ; 花岡 文雄 東京大学, 薬学部, 助教授 (50012670)
• キーワード: 突然変異株 / 哺乳類細胞 / 遺伝子クローン化 / 細胞周期 / ヒト遺伝子 / 増殖因子 / 分化 / 染色体異常 / 染色体凝縮 / 遺伝子移入 / 脂質代謝 / DNAポリメラーゼアルファ / チミジル酸合成酵素 / 姉妹染色分体交換 / 遺伝子発現

研究概要

細胞増殖において染色体DNAが複製を完了した後正しく娘細胞に分配される際、染色体凝縮は必須の反応である。この染色体凝縮の調節遺伝子を変異株の利用によってヒトDNAからクローン化し、さらに同cDNAをクローン化した。その結果、本遺伝子は421アミノ酸からなる蛋白質をコードし、約55アミノ酸を単位とする7回繰返し構造を含むユニークなものであった。同遺伝子座をヒト第1染色体に決定した。
DNA複製の主役を担うDNAポリメラーゼαの温度感受性変異株を高温にさらすと、M期において高頻度の染色体異常及び姉妹染色分体交換が誘発された。このことは、DNA複製の阻害がDNA2重鎖切断を介して染色体の不安定性を引き起し細胞死につながることを明確に示す。
ヒトチミジル酸合成酵素mRNAの5'側非翻訳領域は28塩基を基本単位とする3回反復構造からなり、3通りのstem-loopを形成しうる。本構造を改変し翻訳活性との対応をみたところ、上記stem-loop構造が翻訳を抑制することが示唆された。
高温にさらすと染色体異常や姉妹染色分体交換を誘発する変異株を14株分離したが、同条件下に外来遺伝子を移入すると形質転換頻度が正常値より40-70倍高いもの、あるいは低いものがあった。この結果は、染色体不安定性が遺伝子組換えと関連することを示す。また、遺伝子組換えのin vitroの測定系の樹立に関し、基礎検定を終えた。
ホスファチジルセリン(PS)要求変異株を分離しPSが細胞増殖に必須であること、PSはホスファチジルコリンを前駆体としてリン脂質・セリン交換酵素によって生合成されることを解明した。また、Sindbisウイルス感染に際してPSがウイルスとエンドソーム膜との融合過程に必須の膜成分であることを示唆した。

研究成果

• [文献書誌] Ayusawa,D.;Koyama,H.;Shimizu,K.;Kaneda,S.;Takeishi,K.;Seno,T.: Mol.Cell.Biol.6. 3463-3469 (1986)
• [文献書誌] Yoshida,A.;Tanaka,K.;Hiraoka,O.;Koyama,Y.;Hirota,Y.;Ayusawa,D.;Seno,T.;Garrett,C.;Wataya,Y.: J.Biol.Chem.
• [文献書誌] Ayusawa,D.;Shimizu,K.;Koyama,H.;Kaneda,S.;Takeishi,K.;Seno,T.: J.Mol.Biol. 190. 559-567 (1986)
• [文献書誌] Kai,R.;Ohtubo,M.;Sekiguchi,M.;Nishimoto,T.: Mol.Cell.Biol.6. 2027-2032 (1986)
• [文献書誌] Kuge,O.;Nishijima,M.;Akamatsu,Y.: J.Biol.Chem.261. 5795-5798 (1986)
• [文献書誌] Shimizu,Y.;Fujiki,H.;Sugimura,T.;Shimizu,N.: Cancer Res.46. 4027-4031 (1986)