真核生物の染色体複製開始から伸長反応への動的機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14780531
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 上村 陽一郎 国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 助手 (20321599)
• Keywords: 真核生物 / 染色体DNA複製 / レプリソーム形成 / Dpb11 / GINS複合体

Research Abstract

真核生物の染色体DNA複製が開始するには、DNA合成を司るDNAポリメラーゼなどの因子が複製開始点に集合し、レプリソームを形成する必要がある。我々は、このレプリソーム形成に関与するDpb11、Sld2、Sld3、Cdc45を同定、解析してきた。その結果、レプリソーム形成には、これらの因子がDNA合成の起こるS期に巨大な複合体を形成する必要があることが示唆された。しかし、どのような分子機構でこの巨大な複合体が形成されるのかは不明であった。今回新たに同定したGINS複合体は、Sld5、Psf1、Psf2、Psf3から成るヘテロ四量体で、レプリソーム形成に必須の因子であり、その機能的ホモローグは出芽酵母からヒトのような高等真核生物まで種を通して保存されていることを見出した。さらに、GINSはSld3、Dpb11、Polεと相互作用することを2-ハイブリッド法で示した。GINSとSld3の相互作用をさらに詳細に調べた結果、Sld3はそのC末端側でGINSと相互作用し、GINSとの結合部位を欠失したSld3を細胞内で大量発現するとS期で増殖を停止することから、この結合が染色体DNA複製に重要であることがわかった。また、Dpb11とGINSの間に強い遺伝学的相互作用を見出したので、2-ハイブリッド法で示された両因子間の物理的相互作用が生理学的に重要であることを支持している。これらの結果は、GINSが巨大な複合体形成の核となることを示唆しており、このような仮説を生化学的に証明するため、Sld3、Dpb11、GINSの大量発現、精製系を確立した。

Research Products

• [Publications] Yoichiro Kamimura: "GINS, a novel multi-protein complex required for chromosomal DNA replication in budding yeast."Genes & Development. 17・9. 1153-1165 (2003)
• [Publications] Yumiko Kubota: "A novel ring-like complex of Xenopus proteins essential for the initiation of DNA replication"Genes & Development. 17・9. 1141-1152 (2003)
• [Publications] 上村陽一郎(堀越正美編): "クロマチンと遺伝子機能制御"シュプリンガー・フェアラーク東京. 11(267) (2004)