染色体複製のライセンス化と細胞周期制御の解明―CDT1を中心に―

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14033234
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 西谷 秀男 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (40253455)
• Keywords: 染色体 / 複製 / ライセンス化 / Cdt1 / Geminin

Research Abstract

細胞周期において染色体は一回のみ正確に複製される。この制御は、複製のライセンス化制御と呼ばれており、Cdt1タンパク質は、これに関わる重要な因子である。研究代表者は、Cdt1タンパク質の細胞周期制御に焦点を当て研究を行っている。
(1)Cdt1タンパク質量の分解による制御
Cdt1は、複製起点のライセンス化のためG1期に機能し、S期開始後はユビキチン-プロテアソーム系により分解されることを明らかにした。
(2)Gemininタンパク質によるCdt1の制御
GemininはCdt1に結合してその機能を抑制することが報告された。しかし、我々の研究結果においては、Cdt1はG1期に存在するのに対し、GemininはS期からM期に存在しており、GemininはCdt1の制御にどのように関わるのか疑問が生じた。
(2-1)GemininはS期に蓄積しCdt1と結合して分解を促進する可能性が考えられた。そこで、GemininをRNAi法により発現を抑制した状態でCdt1のタンパク質量を検討したところ、Gemininタンパク質がなくてもCdt1タンパク質はS期に分解されると結論した。
(2-2)ノーザン法により、Cdt1 mRNAは、細胞周期を通して一定量存在しておりCdt1は、ユビキチン-プロテアソーム系により細胞周期のG1期のみに存在するよう制御されていることが明らかとなった。
(2-3)以上の結果からGemininは、分解から逃れたCdt1に結合してその機能を抑制すると考えた。実際、S期細胞をプロテアソーム阻害剤で処理することによりCdt1タンパク質を安定化させたときGemininと結合していることが確認できた。このとき、Cdt1は、クロマチンに結合しており、Gemininは、Cdt1がクロマチン結合後の過程を阻害していると結論した。

Research Products

• [Publications] Niahitani H, Z.Lygerou: "Control of DNA replication licensing in a cell cycle"Genes to Cells. 7. 523-534 (2002)
• [Publications] Rao M.et al.: "A nuclear protein that interacts with and regulates transcriptional activity of androgen receptor and glucocorticoid receptor"J Biol Chem.. 277. 48020-48027 (2002)
• [Publications] Umeda M et al.: "A novel nuclear protein, Twal, and Muskelin comprise a complex with RanBPM"Gene. 303. 47-54 (2003)
• [Publications] Takahashi T.et al.: "Multiple ORC-binding sites are requited for efficient MCM loading and origin firing in fission yeast"EMBO J.. 22. 967-974 (2003)