哺乳類Rif1蛋白質によるDNA複製、転写、組換え、修復の連動的制御機構の解析

哺乳动物Rif1蛋白DNA复制、转录、重组和修复的连锁控制机制分析

• 批准号: 15K18537
• 负责人: 山崎 聡志
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15K18537/
• 关键词: DNA複製; Rif1; Cdc7; 発生分化

哺乳類Rif1タンパクの機能は、DNA修復、DNA複製タイミング制御、遺伝子発現制御などが多岐に渡る。本研究ではRif1と関連因子であるCdc7について解析を行った。Rif1は核骨格に強く結合しており、染色体核内構造を維持している。そのため、Rif1欠損により不活性型X染色体の核内配置に影響が生じると考えられた。そこで、雌由来の野生型T細胞およびRif1欠損T細胞を使用して活性型X染色体と不活性型X染色体の核内配置をFISHにて解析した。その結果、予想とは異なり著しい変化は観察されなかった。よって、Rif1は染色体全体ではなく、局所領域の染色体構造を制御していると思われる。次に、DNA複製に必須なリン酸化酵素であるCdc7とRif1との関係について解析を行った。Cdc7単独欠損MEF細胞ではDNA複製が行われず、細胞周期S期の停止が観察された。一方、Cdc7 / Rif1二重欠損MEF細胞では、S期停止が解除され細胞周期が進行すると同時にDNA複製能も回復した。この事実は分裂酵母で得られた知見と一致しており、恐らく酵母から動物細胞まで共通の性質であると考えられる。次に脳特異的 Cdc7 欠損マウスの解析を行い、分化過程におけるCdc7の役割について解析を行った。生後直後のCdc7欠損マウスでは、脳の層構造形成の異常が観察され、成長と共に行動異常や脳の萎縮などが観察された。一方、血球特異的にCdc7を欠損させたT細胞では、見かけ上著しい変化は観察されなかった。以上の事から、Cdc7欠損によりES細胞やMEF細胞は複製の異常が生じるが、ある特定の組織あるいは遺伝的背景の細胞では、Cdc7非存在化でもDNA複製を行う方法を持っている可能性が示唆された。

哺乳动物Rif1蛋白的功能多种多样，包括DNA修复、DNA复制时序控制和基因表达控制。在本研究中，我们分析了 Rif1 和相关因子 Cdc7。 Rif1 与核骨架紧密结合，维持细胞核内染色体的结构。因此，Rif1 缺陷被认为会影响失活 X 染色体的核排列。因此，我们使用雌性野生型 T 细胞和 Rif1 缺陷型 T 细胞，通过 FISH 分析了活性和非活性 X 染色体的核排列。结果，与预期相反，没有观察到重大变化。因此，Rif1似乎控制局部区域的染色体结构，而不是整个染色体。接下来，我们分析了 DNA 复制必需的磷酸化酶 Cdc7 和 Rif1 之间的关系。单独缺乏 Cdc7 的 MEF 细胞中不发生 DNA 复制，并且观察到细胞周期 S 期停滞。另一方面，在Cdc7/Rif1双缺陷MEF细胞中，S期停滞被解除，细胞周期继续进行，同时DNA复制能力得到恢复。这一事实与在裂殖酵母中获得的发现一致，并且可能是从酵母到动物细胞的共同特性。接下来，我们分析了大脑特异性Cdc7缺陷小鼠，并分析了Cdc7在分化过程中的作用。在Cdc7缺陷小鼠中，出生后立即观察到脑层形成异常，并且随着它们的生长观察到行为异常和脑萎缩。另一方面，在Cdc7被特异性删除的T细胞中没有观察到显着的变化。综上所述，Cdc7缺陷会导致ES细胞和MEF细胞的复制异常，但某些组织或遗传背景的细胞即使在没有Cdc7的情况下也可能有DNA复制的方法。

项目成果

動物細胞のDNA複製、発生、分化におけるCdc7キナーゼとRif1タンパクの機能

Cdc7激酶和Rif1蛋白在动物细胞DNA复制、发育和分化中的功能

• 发表时间: 2015
• 作者: 山崎聡志;小野富男;松嶋夢叶;篠田陽;森山賢治;吉沢直子;今西美知子;古市貞一;正井久雄
• 通讯作者: 正井久雄

Roles of Rif1 in regulation of DNA replication, transcription and DNA repair

Rif1 在 DNA 复制、转录和 DNA 修复调节中的作用

• 发表时间: 2015
• 作者: Satoshi Yamazaki;Jiao Sima;Yumeka Matsushima;Kenji Moriyama;Naoko Yoshizawa;Sara Buonomo;David M Gilbert;Hisao Masai
• 通讯作者: Hisao Masai

東京都医学総合研究所 ゲノム医科学研究分野 ゲノム動態プロジェクト

东京都医学科学研究所基因组医学科学系基因组动力学项目