医学部 医学科 生化学講座
Department of Biochemistry
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■ 概要
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細胞増殖の制御機構を解明するため、アフリカツメガエル卵、酵母・哺乳類培養細胞など様々な実験系を用いて細胞周期について研究を行っている。
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MPFの活性化機構と作用機構
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細胞分裂機（M期）開始因子であるMPFはプロテインキナーゼ活性を持ち、その活性化には、触媒サブユニットであるCdc2のTyr15における脱リン酸化とThr161におけるリン酸化とが必要である。電気泳動上の易動度の差異から、Cdc2には、これ以外にも翻訳後修飾を受ける部位が存在することが推測されている。これらの未知の修飾の機構とMPF活性に対する影響を解明するため、二次元電気泳動とプロテインキナーゼ活性測定による解析を進めている。
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DNA複製開始制御機構の解析
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DNA複製開始には、Ccd6、Cdt1、MCM、GINSなどの多くの因子が関与している。これらの因子がG1期にDNA上の複製開始点に複製前複合体を形成し、さらにCDC45蛋白質依存的にDNAポリメラーゼがロードするというモデルが提唱されている。現在、MCMとCDC45との相互作用に関する解析を中心として、DNA複製開始に関与するこれらの因子の機能解析を行なっている。
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高等真核生物におけるチェックポイント機構の解析
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DNA複製の異常やDNA損傷を感知して細胞周期の進行を一時的に停止させるチェックポイント機構を、培養細胞を使って解析している。ヒトのNdrプロテインキナーゼは細胞周期、DNA複製の阻害、UV照射などでリン酸化状態が変化することから、この機構への関与が推測される。Ndrのキナーゼ活性がチェックポイント機構に必要である可能性が示唆された。さらにsiRNAを用いてNdrの発現を抑えたとき、γH2AXが増加したことから、S期に自然発生的に生じるDNAの二重鎖切断(DSB)の修復のためのシグナル伝達系にNdrが関与している可能性が考えられた。またkdNdrを過剰発現させたところ 、細胞周期のG2/M期の割合の増加が認められた。DNA修復への関与をさらに解析中である。
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ほ乳類受精卵におけるDNA複製開始機構の解析
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ヒト着床前期胚における遺伝子発現パターンの異常が染色体分配異常や胚のfragmentation、ひいては胎児の先天性疾患の原因となることが報告されている。マウス着床前期胚の発現遺伝子の解析から、DNA複製関連遺伝子の卵成熟特異的な発現が見いだされた。これらの遺伝子群の1つであるOrc6の発現をノックダウンはDNA複製の開始の遅延だけでなく、卵割の遅延や割球のfragmentationをひきおこすことから、その発現は胚発生にも重要であった。現在その詳細な分子機構の解明をめざしてさらに研究をすすめている。
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卵の生存を維持する分子機構の解析
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卵の生存と死を制御する分子機構について、アフリカツメガエル卵をモデルとして用い研究を進めている。アポトーシスを制御するBcl-2ファミリー蛋白質について機能解析を行い、xBidが卵抽出液における生理的なアポトーシス促進因子であることを明らかにした。またxBidが卵抽出液中でユビキチン化されることを見出し、その部位を同定した。
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複製開始因子Cdt1の解析
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Cdt1は、pre-RCと呼ばれるDNA複製開始に必要な蛋白質複合体の形成に関わる因子として知られている蛋白質である。細胞内でCdt1を人工的に過剰発現させると、S期においてDNAの重複製が生じることが知られている。このことからCdt1は細胞周期のS期の開始と共役してM期開始の抑制(チェックポイントコントロール)に関わる蛋白質であることが推定されている。Cdt1には、pre-RC蛋白質複合体に含まれるいくつかの蛋白質と結合するという報告もあり、我々は細胞周期においてCdt1の制御を行う蛋白質の同定を進めている。
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■ Keywords
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細胞周期, MPF(maturation-promoting factor, 卵成熟因子), DNA複製, チェックポイント機構, アポトーシス, Cdc2, cdt1, pre-RC, 遺伝子発現
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■ 当該年度の研究費受入状況
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1.
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平成20年度文部科学省日本私立学校振興・共済事業団「高度化の推進」大学院重点特別経費
研究課題：Cdc14、Cdc25およびポロ様キナーゼの相互作用による細胞周期制御機構
(研究代表者：山下 茂)
研究補助金：2500000円 (代表)
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その他
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1.
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平成20年度医学部医学科プロジェクト研究費
研究課題：マウス卵母細胞におけるDNA複製関連タンパク質の発現様式の解析
(研究代表者：村井 晋)
研究補助金：400000円 (代表)
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2.
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平成20年度医学部医学科プロジェクト研究費
研究課題：卵細胞の生と死を制御する分子機構
(研究代表者：土屋勇一)
研究補助金：450000円 (代表)
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3.
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平成20年度医学部医学科プロジェクト研究費
研究課題：SPB構成因子cdc31pによるDNA複製開始制御機構の解析
(研究代表者：中林 修)
研究補助金：450000円 (代表)
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■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員
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1.
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山下 茂
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：日本生化学会評議員, 日本薬理学会学術評議員
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■ 当該年度研究業績数一覧表
| 研究者名 |
刊行論文 |
著書 |
その他 |
学会発表 |
その他
発表 |
| 和文 | 英文 |
和文 | 英文 |
国内 | 国際 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 |
演
者 | 共
演 | 演
者 | 共
演 |
演
者 | 共
演 |
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山下 茂
教授
医学博士
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| | | 1 |
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5
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1
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三宅 早苗
講師
理学博士
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土屋 勇一
助教
博士（理学）
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| | | 1 |
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2
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出口 裕
助教
薬学博士
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| | | |
| | | |
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1
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|
1
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中林 修
助教
農学博士
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| | | |
| | | |
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2
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村井 晋
助教
理学博士
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| | | |
| | | |
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1
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1
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| 計 |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ |
6
(0) | ／ |
2
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
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| 研究者名 |
刊行論文 |
著書 |
その他 |
学会発表 |
その他
発表 |
和
文 | 英
文 |
和
文 | 英
文 |
国
内 | 国
際 |
筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 |
演
者 | 演
者
| 演
者 |
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山下 茂
教授
医学博士
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三宅 早苗
講師
理学博士
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土屋 勇一
助教
博士（理学）
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2
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|
出口 裕
助教
薬学博士
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|
1
|
1
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中林 修
助教
農学博士
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| |
| |
|
2
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村井 晋
助教
理学博士
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| |
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|
1
|
1
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| 計 |
0 | 0 |
0 | 0 |
0 |
6
(0) |
2
(0) |
0
(0) |
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( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
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( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
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■ 刊行論文
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原著
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1.
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Nakasato A, Nakatani Y, Seki Y, Tsujino N, Umino M, Arita H.：
Swim stress exaggerates the hyperactive mesocortical dopamine system in a rodent model of autism.
Brain research
1193
：128-135
, 2008
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2.
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Saitoh T†, Tsuchiya Y†＊, Kinoshita T†, Itoh M†, Yamashita S†：
Inhibition of apoptosis by ascorbic and dehydroascorbic acids in Xenopus egg extracts.
Reproductive Medicine and Biology
8
(1)
：3-9
, 2009
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■ 学会発表
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国内学会
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1.
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◎中林修†, 山下茂†：
SPB構成因子cdc31pのG1-S期における機能解析.
日本農芸化学会,
福岡,
2009/03
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2.
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◎村井晋†, Richard Schultz, 山下茂†：
マウス卵母細胞におけるOrc6L mRNA発現様式の解析.
第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会,
神戸,
2008/12
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3.
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◎出口 裕†, 山下 茂†：
Ndrプロテインキナーゼの機能の解析.
第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会大会合同大会,
神戸,
2008/12
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4.
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齋藤智博†, ◎土屋勇一†, 木下俊彦†, 伊藤元博†, 山下茂†：
アフリカツメガエル卵抽出液におけるBcl-2ファミリー蛋白質のアポトーシス制御活性.
第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会,
神戸,
2008/12
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5.
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◎中林修†, 深谷暁†：
SPB構成因子cdc31pによるDNA複製開始因子cdt1pの制御機構の解析.
東邦医学会,
東京,
2008/11
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6.
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◎土屋勇一†, 山下茂†：
アフリカツメガエル卵抽出液における自発的アポトーシスの分子機構.
第17回日本アポトーシス研究会 学術集会,
京都,
2008/08
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国際学会
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1.
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◎Shin Murai†, Richard Schultz：
Orc6l mRNA: a Maternal mRNA Required DNA Replication in Zygotes.
2008 SSR 41st Annual Meeting,
Kauila-Kona, USA,
2008/05
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2.
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◎Yutaka Deguchi†, Shigeru Yamashita†：
Characteri-zation of Ndr Protein Kinase.
Ataxia-Telangiectasia Workshop 2008,
Ohtsu, Shiga-ken,
2008/04
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