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、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。
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MPFの活性機構と作用機構
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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。
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DNA複製開始制御機構の解析
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細胞周期において、DNA複製開始に先立ちG１期に、Ccd6、Cdt1、Mcm、GINS、Cdc45などの多くの因子が複製開始点に結合することが明らかとなっている。現在、細胞周期の良いモデル生物である分裂酵母を用いて、McmとCdc45との相互作用について遺伝学的及び生化学的に解析を行っている。また、Cdc45の機能領域の決定も行っている。
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卵の生存を維持する分子機構の解析
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アフリカツメガエル卵抽出液をモデル系として、アポトーシス開始を制御するBcl-2ファミリー蛋白質の機能解析を進めている。アポトーシス阻害性Bcl-2ファミリー蛋白質であるxMcl-1は、構成的に細胞質からミトコンドリアへ移行してプロテアソームにより分解されることを見出した。プロテアソーム阻害剤を加えるとミトコンドリアのxMcl-1が蓄積したがアポトーシスは阻害されなかったことから、細胞質のxMcl-1が自発的アポトーシスの阻害に重要である可能性が示唆された。
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Ndr1プロテインキナーゼの機能の解析
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ヒトのNdr1プロテインキナーゼは細胞周期の進行、DNA複製の阻害、X線照射などでリン酸化状態が変化することから、DNA損傷などの異常に伴って働くチェックポイント機構に関与する可能性を検討してきた。siRNAでNdr1の発現を抑えたHeLa細胞にX線を照射するとγH2AXのシグナルが増加したことから、DNAの二重鎖切断(DSB)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を考え、さらに解析を行なった。Ndr1 siRNAで発現を抑えた細胞では、X線照射時にDSB修復に働くMre11が、Ndr1発現細胞よりも強くリン酸化されていることが認められた。一方、Nbs1のリン酸化状態には大きな変化は認められなかった。またリン酸化型ATMの割合がNdr1発現細胞に比べて増加していることが認められた。さらに同処理した細胞では、DSBの修復に関与すると考えられているBRCA1のリン酸化型のレベルの増加が認められた。これらの結果から、Ndr1がDNA損傷(DSB)修復のシグナル伝達系の因子として働いていると考えさらに解析を行なっている。
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ほ乳類受精卵染色体複製開始機構の解明
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真核生物の卵母細胞では、受精により減数分裂が再開され、すぐに胚性ゲノムが複製される。マウス卵母細胞においてCdc7はS期に活性化されることが受精後のDNA複製に必要であった。さらにCdc7の活性化に必須な因子であるDbf4は卵成熟依存的に発現してくることが明らかとなった。これらの結果から、未受精卵中でCdc7はDbf4によって活性化され、受精後のDNA複製がすでに準備されていることが明らかになった。さらに正常に成熟した卵母細胞のみが受精後に胚発生する機構の存在が示唆された。
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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、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。
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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, Orc6, Dbf4
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■ 当該年度の研究費受入状況
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その他
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1.
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平成25年度医学部医学科プロジェクト研究費
研究課題：卵の生存維持におけるMcl-1の機能解析
(研究代表者：土屋 勇一)
研究補助金：500000円 (代表)
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2.
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平成25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Cdc31のDNA複製開始における制御機構の解析
(研究代表者：中林 修)
研究補助金：500000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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4
(1)
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1
(1)
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土屋 勇一
講師
博士（理学）
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1
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三宅 早苗
講師
理学博士
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1 | | | |
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1
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出口 裕
助教
薬学博士
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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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1
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村井 晋
助教
理学博士
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1
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2
(2)
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| 計 |
1 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ |
5
(0) | ／ |
0
(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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土屋 勇一
講師
博士（理学）
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1
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三宅 早苗
講師
理学博士
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1 | |
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1
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出口 裕
助教
薬学博士
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1
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中林 修
助教
農学博士
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|
1
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村井 晋
助教
理学博士
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|
1
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| 計 |
1 | 0 |
0 | 0 |
0 |
5
(0) |
0
(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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総説及び解説
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1.
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三宅早苗：
細胞周期の分子遺伝学的解析：分裂酵母を用いた研究.
東邦医学会雑誌
61
(2)
：92
-94
, 2014
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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†：
分裂酵母のSPB構成因子Cdc31のG1-S期における機能解析.
日本農芸化学会2014年度大会,
神奈川,
2014/03
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2.
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◎向津隆規、出口 裕：
核内タンパク質SATB1(special AT-rich sequence binding protein 1)の免疫寛容の役割解析.
第143回東邦医学会例会,
東京,
2014/02
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3.
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◎出口 裕、山下 茂：
Ndr1プロテインキナーゼの機能の解析.
第36回日本分子生物学会年会,
神戸,
2013/12
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4.
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三宅早苗：
細胞周期の分子遺伝学的解析：分裂酵母を用いた研究.
第67回東邦医学会総会,
東京,
2013/11
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5.
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◎土屋勇一†、山下茂†：
アフリカツメガエル未成熟卵母細胞抽出液と間期卵抽出液における自発的アポトーシスの比較.
第86回日本生化学会大会,
横浜,
2013/09
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6.
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◎村井晋、福田雄介、片桐由起子、森田峰人、山下茂：
マウス受精卵におけるCdc7活性化様式.
第65回 日本細胞生物学会大会,
名古屋,
2013/06
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国際学会
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1.
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◎Shin Murai†, Yuusuke Fukuda†, Yukiko Katagiri†, Mineto Morita†, Shigeru Yamashita†：
マウス受精卵におけるOrc6の前核クロマチンへの結合.
The 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists,
松江、日本,
2013/05
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2.
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◎Shin Murai†, Yuusuke Fukuda†, Yukiko Katagiri†, Mineto Morita†, Shigeru Yamashita†：
Pronuclear chromatin binding of Orc6 in mouse fertilized eggs.
The 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists,
Matsue, Japan,
2013/05
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