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微生物遺伝研究部門・荒木研究室

真核生物染色体のDNA複製機構とその細胞周期による調節
  教 授          荒木 弘之        hiaraki 
助 教         田中 誠司   setanaka 
助 教          日詰 光治     khizume 
研究室URL : http://www.nig.ac.jp/labs/MicGen/index.html
  染色体DNAは、細胞周期のS期に一度だけ正確に複製され、娘細胞に分配されてゆきます。この機構により、遺伝情報は親から子に過不足無く正確に伝わります。しかし、真核生物の染色体DNAの複製がどのように行われ、どうしてS期のみに複製されるのか、その詳細はよく分かっていません。本研究室ではこの問題に答えるため、出芽酵母を真核生物のモデル系として、染色体DNA複製機構の研究を行なっています。
  染色体DNAの複製は、細胞周期により制御されています。サイクリン依存性キナーゼ(CDK)は、種々のタンパク質をリン酸化することにより細胞周期を制御していますが、染色体DNAの複製においても、その開始を促進するとともに重複した開始が起こらないようにしています。我々は、複製タンパク質Sld2とSld3がCDKによりリン酸化されると、もう一つの複製タンパク質であるDpb11と結合して、複製を開始することを示しました。しかし、この結合がどうして複製を開始させるのかは分かりません。そこで、複製開始の分子機構を研究する一環として、CDKによる複製開始の制御機構の研究も行なっています。

DNA複製の開始。細胞周期のG1期後期からCDKが活性化するとSld2とSld3がリン酸化されDpb11に結合する。これらの結合がDNAポリメラーゼを含む複製因子の複製開始領域への集合を促進し複製が開始する。

Muramatsu, S., Hirai, K., Tak, Y-S., Kamimura, Y., and Araki, H. (2010). CDK-dependent complex formation between replication proteins, Dpb11, Sld2, Polε and GINS in budding yeast. Genes & Dev. 24, 602-612.

Tanaka, S., and Araki, H. (2010) Regulation of the initiation step of DNA replication by cyclin-dependent kinases. Chromosoma 119, 565-574. 

Suzuki, Y., Higuchi, Y., Hizume, K., Yokokawa, M., Yoshimura, S.H., Yoshikawa, K., and Takeyasu, K. (2010). Molecular dynamics of DNA and nucleosomes in solution studied by fast-scanning atomic force microscopy.
Ultramicroscopy 110, 682-688.

Tanaka, S., Umemori, T., Hirai, K., Muramatsu, S., Kamimura, Y., and Araki, H. (2007). CDK-dependent phosphorylation of Sld2 and Sld3 initiates DNA replication in budding yeast.  Nature 445, 328-332.

Tak, Y-S., Tanaka, Y., Endo, S., Kamimura, Y., and Araki, H. (2006). A CDK-catalysed regulatory phosphorylation for formation of the DNA replication complex Sld2-Dpb11. EMBO J. 25,  1987-1996.

Walter, J. C., and Araki, H. (2006). Activation of pre-replication complexes. In DNA Replication and Human Disease, M. L. DePamphilis, ed. (New York, USA: Cold Spring Harbor Laboratory Press), pp. 89-104.

教 授
荒木 弘之
hiaraki 
助 教
田中 誠司
setanaka 
助 教
日詰 光治

khizume