世代交代にかかわるゲノム維持システム

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14208088
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 岸本 健雄 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (00124222)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 英一 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助手 (00323808) ; 立花 和則 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助手 (60212031) ; 大隅 圭太 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (20221822)
• Keywords: 細胞周期 / 減数分裂 / 受精 / DNA複製 / 核形成 / 染色体構築 / ヒトデ卵 / カエル卵

Research Abstract

世代の交代を通してゲノムの恒常性を維持していく機構を解明するために、細胞周期制御と染色体構築制御を包括的に解析した。
1.[卵減数分裂の遂行]ヒトデ卵において成熟誘起ホルモンの刺激からサイクリンB-Cdc2の活性化に至る経路を解析した結果、PDK1が必須であること、および仮想上のPDK2はPDK1とは異なる分子であることを明らかにした。これらの知見は、卵成熟分裂開始のためのシグナル伝達系にPDK1とPDK2が関与していることを示す最初のものである。
2.[精子核と卵子核の再構築]受精に際しての精子核クロマチンのリモデリングについては、NAP1がヒストンH1・シャペロンであることを確かめた。さらに、その後の前核形成について、カエル卵抽出物由来の無細胞系で精子核から前核を形成させるシステムを活用して解析した。その結果、前核形成は、小核の形成とその膨潤の二段階に分けうること;小核の形成には卵核胞崩壊以前のタンパク合成を必要とするのに対し、膨潤の方はそれ以降のタンパク合成を必要とすることが判明した。
3.[受精卵におけるS期開始]ヒトデ成熟未受精卵および受精卵におけるDNA複製装置の解析から、雌性前核クロマチンには受精以前から既にMCMは付加されている(pre-RCの段階には至っている)こと;受精によってはじめてCdc45(DNA polymerase αの付加因子)が付加される(pre-ICの段階に至る)こと;このCdc45の付加には、従来の知見と異なり、Cdk活性を必要としないこと、が判明した。これらの成果は、受精によるS期開始という生物学上の古典的課題に、今日的解答をもたらす手掛りとなるものである。

Research Products

• [Publications] Okumura, E. 他: "Akt inhibits Myt1 in the signalling pathway that leads to meiotic G2/M-phase transition"Nature Cell Biol.. 4. 111-116 (2002)
• [Publications] Iwabuchi, M. 他: "Coordinated regulation of M phase exit and S phase entry by the Cdc2 activity level in the early embryonic cell cycle"Dev. Biol.. 243. 34-43 (2002)
• [Publications] Saito, T. 他: "Developmental regulation of the proteolysis of the p35 cyclin-dependent kinase 5 activator by phosphorylation"J. Neurosci.. 23. 1189-1197 (2003)
• [Publications] Okano-Uchida, T. 他: "Distinct regulators for P1k activation in meiotic and early embryonic cycles"EMBO J.. 22(in press). (2003)
• [Publications] 岸本健雄: "シリーズ検証・20世紀の生物科学「細胞周期」"遺伝. 56・3. 77-87 (2002)
• [Publications] 岸本健雄(分担): "理科年表(2003年版)"丸善. 942 (2002)