CDKによるDNA複製開始制御機構の解明

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真核細胞の細胞周期の進行はサイクリン依存性キナーゼ(CDK)によって制御されており、S期のイベントであるDNA複製もその例外ではない。G1期には複製起点上に複製前複合体(pre-RC)が形成されて細胞にDNA複製能を与え、S期にはCDKの働きにより、pre-RCが活性化され、DNA複製が始まる。最近、申請者が所属する荒木研究室は、S期CDKによるSld2のリン酸化がこの過程で重要な役割を果たすことを報告した。本申請研究では、S期CDKによるDNA複製開始の制御機構を解明することを目的とし、解析を行った。CDKによるリン酸化可能部位のアミノ酸残基をアスパラギン酸で置換し、リン酸化型Sld2を模倣型Sld2変異体(Sld2-D)を作製したところ、この変異体は生育できることから、Sld2-Dがリン酸化型Sld2を置換できることがわかった。さらに、Sld2-DでもS期CDK活性がない状態ではDNA複製開始が起きないことがわかったため、Sld2のリン酸化はDNA複製開始に必要ではあるが十分ではなく、Sld2以外にもS期CDKの必須な基質があると結論した。その上で、Sld2以外のCDKの必須な基質に関する情報を得ることを目的とし、Sld2-D変異存在下でCDKの活性がなくてもDNA複製が起きてしまうような変異の単離を試みた。約2万クローンをスクリーニングしたところ、ただひとつ、CDKの活性がなくてもDNA複製を行うような変異体(JET1-1)が得られた。このJET1-1変異によるDNA複製には、通常の複製同様、pre-RCの形成とCdc7キナーゼ活性が必要であった。このことから、CDKはSld2とJet1を介してDNA複製開始を制御していることが示唆された。現在その詳細な制御機構を解析中である。