東邦大学 教育・研究業績データベース   
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 医学部 医学科 生化学講座
 Department of Biochemistry

教授:
  山下 茂 
講師:
  三宅 早苗
  土屋 勇一
■ 概要
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、マウス卵、分裂酵母・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。
MPFの活性機構と作用機構
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Thr14および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。
DNA複製開始制御機構の解析
DNA複製開始に先立ち、細胞周期のG1期において、Mcm、Cdc6、Cdt1、GINS、Cdc45などの多くの因子が複製開始点に結合する。現在、McmとCdc45との相互作用について、細胞周期の良いモデル生物である分裂酵母を用いて遺伝学的及び生化学的に解析を行っている。
卵の生存を維持する分子機構の解析
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。未成熟卵母細胞と卵からそれぞれ抽出液を調製して、試験管内における自発的アポトーシスを比較したところ、未成熟卵母細胞抽出液の方が間期卵抽出液よりもアポトーシスを起こしにくかった。その原因として、未成熟卵母細胞抽出液ではシトクロームcのミトコンドリアから細胞質への自発的な漏出が起きにくいためであることを見出した。
高等真核生物におけるチェックポイント機構の解析
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Ndr1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、Ndr1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でNdr1の発現を抑えた状態でX線を照射するγH2AXのシグナルが増加したことから、DNAの二重鎖切断(DSB)の修復のためのシグナル伝達系にNdr1が関与している可能性が考えられた。細胞をミモシン処理したときよりもHU処理したときの方が、Ndr1 siRNAによってγH2AXの強いシグナルが認められた。またNdr1 siRNA処理した細胞では、無処理の細胞に比べてp53の発現レベルの上昇が認められ、リン酸化型p53も増加していると考えられた。一方ATMのリン酸化も強まっていると考えられた。またNdr1 siRNAの発現で、細胞周期の変化も認められた。これらの結果をふまえて、Ndr1がDNA損傷の修復のためのシグナル伝達系の因子と相互作用している可能性をさらに検討している。
ほ乳類受精卵染色体複製開始機構の解明
ほ乳類受精卵(Zygote)において、染色体複製の開始はその後の胚発生の進行に必須である。これまでにマウス卵母細胞において卵成熟中に染色体開始複合体(ORC)の構成因子であるOrc6の蛋白質発現が染色体複製に必須であることを明らかにしてきた。またOrc6の発現ノックダウンにより複製前複合体(preRC)の形成が完全に抑制されたことから、Orc6が受精直後にpreRCを形成させるのに必須であることが明らかとなった。現在、Orc6と他の複製関連因子の詳細な相互作用の様式、および染色体構造変化への作用について研究を推進している。
複製開始因子Cdt1の解析
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、一回の細胞周期において染色体の複製を一回のみに制御する機構(ライセンス化制御)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。
■ Keywords
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, Orc6, Dbf4
■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員
1.  山下 茂 :日本生化学会評議員, 日本薬理学会学術評議員
■ 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
















山下 茂   教授
医学博士
              
 5
(2)
 
 2
(2)
 
 
三宅 早苗   講師
理学博士
              
 1
 
 
 
 
土屋 勇一   講師
博士(理学)
              2
 1
 
 
 1
 
出口 裕   助教
薬学博士
              
 
 
 
 
 
村井 晋   助教
理学博士
              2
 
 2
(2)
 
 
 
中林 修   助教
農学博士
              2
(2)
 
 
 
 
 
 0 0  0 0  0  6
(2)
 2
(2)
 1
(0)
(  ):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
■ 学会発表
国内学会
1. ◎村井 晋、福田雄介: マウス卵母細胞におけるCdc7の活性化機構.  第141回 東邦医学会例会,  東京,  2013/02
2. ◎中林修, 山下茂: 分裂酵母におけるMcm6発現系を用いた細胞周期の解析.  第85回日本生化学会大会,  福岡,  2012/12
3. ◎土屋勇一, 山下茂: アフリカツメガエル卵抽出液の自発的アポトーシスにおけるカスパーゼファミリーの機能的役割.  第85回日本生化学会大会,  福岡,  2012/12
4. ◎木野内忠稔, 土屋勇一, 山下茂, 藤井紀子: 水生動物由来D-アスパラギン酸エンドペプチダーゼの性質の比較.  第85回日本生化学会大会,  福岡,  2012/12
5. ◎中林修, 萬来めぐみ: 細胞周期におけるSPB構成因子cdc31pの機能解析.  第66回東邦医学会総会,  東京,  2012/11
6. ◎土屋勇一, 三宅早苗: 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開始機構.  第66回東邦医学会総会,  東京,  2012/11
7. ◎Shin Murai, Yuusuke Fukuda, Yukiko Katagiri, Mineto Morita, Shigeru Yamashita: Cdc7 activation mechanism in mammalian fertilized eggs.  The 35th annual meeting of the molecular biology society of Japan,  福岡, 日本,  2012/12
国際学会
1. ◎Shin Murai, Yukiko Katagiri, Yusuke Fukuda, Mineto Morita, Shigeru Yamashita: Maternal mRNA recruitment is required for DNA replication in mouse zygote (Joint Workshop).  Joint Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology,  Kobe,  2012/05
2. ◎Shin Murai, Yukiko Katagiri, Yusuke Fukuda, Mineto Morita, Shigeru Yamashita: Maternal mRNA recruitment is required for DNA replication in mouse zygote (一般).  Joint Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology,  Kobe,  2012/05
その他
1. ◎土屋勇一: アフリカツメガエル卵抽出液を用いた生化学的解析.  アフリカツメガエル研究会首都圏支部会,  埼玉,  2013/03
  :Corresponding Author
  :本学研究者