減数分裂における細胞周期制御機構

减数分裂中的细胞周期控制机制

基本信息

批准号：
16026238
负责人：
村上浩士
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞周期の制御機構は遺伝情報を安定して維持するために必須の役割を果たしている。また、この制御機構は酵母からヒトに至るまで非常に保存された機構であることも知られている。体細胞分裂の細胞周期制御は少しずつ明らかになっているが、減数分裂ではほとんど未解明である。減数分裂での細胞周期制御で重要な問題はDNA複製と遺伝子組み換え開始のための二重鎖切断がどのように制御されているかほとんど未解明なことである。申請者は減数分裂のDNA合成と二重鎖切断の両方に必要な因子をスクリーニングした結果、リボヌクレオチドリダクターゼ(RNR)を同定した。すなわちRNRを阻害するとDNA合成も二重鎖切断も起こらなくなる。しかし、RNRを阻害した状態でも、DNA複製チェックポイントタンパク質(Rad1,Rad3,Rad9,Rad17,Rad26,Hus1,Cds1)が機能を失うと、二重鎖切断がかなりの頻度で起こることが明らかになった。また、この時の二重鎖切断は正常な場合と同じ位置に生じ、組み換え開始に必要な因子を必要とした。さらに、DNA複製チェックポイントタンパク質は細胞周期制御因子であるCdkをコントロールしていることが知られているが、この経路には必要がないことから新しい因子がチェックポイント因子のターゲットになっていることを明らかにした。すなわち、RNRが阻害されると、DNA複製が阻害されるだけでなく、チェックポイント因子を活性化し、二重鎖切断の開始を抑制するという新しいチェックポイント経路が減数分裂に存在することが明らかになった。

细胞周期控制机制在稳定维持遗传信息方面发挥着重要作用。还已知这种控制机制从酵母到人类都是高度保守的。体细胞分裂的细胞周期控制逐渐变得清晰，但对减数分裂知之甚少。减数分裂过程中细胞周期控制的一个重要问题是，DNA复制的双链断裂和基因重组起始是如何调节的很大程度上尚不清楚。申请人筛选了减数分裂DNA合成和双链断裂所需的因子，并鉴定了核糖核苷酸还原酶(RNR)。换句话说，当 RNR 被抑制时，DNA 合成和双链断裂都不会发生。然而，已经清楚的是，即使 RNR 受到抑制，当 DNA 复制检查点蛋白（Rad1、Rad3、Rad9、Rad17、Rad26、Hus1 和 Cds1）失去功能时，双链断裂也会以相当高的频率发生。此外，双链断裂发生在与正常情况相同的位置，并且需要重组起始所需的因素。此外，已知 DNA 复制检查点蛋白可以控制细胞周期调节因子 Cdk，但由于该途径不需要它，因此新的因子已成为检查点因子的靶点。换句话说，很明显减数分裂中存在一条新的检查点途径，其中RNR的抑制不仅抑制DNA复制，而且还激活检查点因子并抑制双链断裂的起始。