細胞分裂破局を制御する分子機構

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17390084
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 中西 真 名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (40217774)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 浩士 名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (80262020) ; 丹伊田 浩行 名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 助手 (20336671)
• Keywords: 細胞周期 / チェックポイント / アポトーシス

Research Abstract

本研究ではコンディショナルなChk1欠損細胞を作製し、Chk1欠損がもたらす染色体不安定性の本体とその分子基盤を明らかにした。Chk1欠損細胞は顕微鏡下での蛍光強度解析から、DNA複製の完了以前に染色体分配を開始する、すなわち分裂破局を引き起こしていた。Chk1欠失により誘導される細胞周期分裂期制御因子群の変化を解析したところ、Cdc2分子の15番目のチロシン残基のリン酸化が大きく抑制され、その結果サイクリンB-Cdc2のキナーゼ活性が大きく増加していた。一方、TUNEL染色法により分裂破局による細胞死はアポトーシスであることが示され、また生化学的解析からミトコンドリアを介したカスパーゼ依存的経路により制御されていることが明らかとなった。Chk1欠損が如何なる経路によりカスパーゼを活性化しているかを調べたところ、Chk1欠損によりS期特異的にDNA損傷が誘導されること、またこのDNA損傷はATM/ATR-Chk2-p53により制御されるDNA損傷チェックポイント機構を活性化させることを見出した。興味深いことに、分裂破局により誘導される細胞死はATMおよびATRのノックダウンにより強く抑制されること、また機能的p53の存在に依存していることが分かった。以上の結果から、分裂破局による細胞死は、DNA複製完了以前に活性化されたサイクリンB-Cdc2により引き起こされたDNA損傷が引き金となり、DNA損傷チェックポイントの活性化からカスパーゼの活性化が誘導されてアポトーシスが起こったものと考えられた。これらの結果から、哺乳動物細胞においてChk1はDNA複製と染色体分配の連動に必須の遺伝子であり、Chk1機能不全により広範な染色体変化が誘導され細胞死に至るものと考えられた。

Research Products

• [Journal Article] DNA damage checkpoint in mammals. (2006)
  • Author(s): Niida, H., Nakanishi, M.
  • Journal Title: Mutagenesis. 21 Pages: 3-9
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] Regulation of Cdc2p and Cdcl3p is required for cell cycle arrest induced by defective RNA splicing in fission yeast. (2005)
  • Author(s): Shimada, M., Namikawa-Yamada, C., Nakanishi, M., Murakami, H.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280 Pages: 32640-32648
• [Journal Article] Depletion of Chk1 leads to premature activation of cdc2-cyclin B and mitotic catastrophy. (2005)
  • Author(s): Niida, H., Tsuge, S., Katsuno, Y., onishi, A., Takeda, N., Nakanishi, M.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280 Pages: 39246-39252
• [Journal Article] A checkpoint control linking meiotic S phase and recombination initiation in fission yeast. (2005)
  • Author(s): Tonami, Y., Murakami, H., Shirahige, K., Nakanishi, M.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci. 102 Pages: 5797-5801
• [Journal Article] A20 is a negative regulator of interferon regulatory factor 3 signaling. (2005)
  • Author(s): Saitoh, T., Yamamoto, M., Miyagi, M., Taira, K., Nakanishi, M., Fujita, T., Akira, S., Yamamoto, N., Yamaoka, S.
  • Journal Title: J.Immunol. 174 Pages: 1507-1512
• [Journal Article] NF-kappaB-activating kinase (NAK)-associated protein (NAP) 1 participates in Toll*like receptor (TLR)3/Toll-IL-1 homology domain-containing adapter molecule (TICAM)-1-mediated IRF activation. (2005)
  • Author(s): Sasai, M., Oshiumi, H., Matsumoto, M., Inoue, N., Fujita, F., Nakanishi, M., Seya T.
  • Journal Title: J.Immunol. 174 Pages: 27-30