細胞周期制御因子G1期サイクリンの発現によるゲノム不安定化の分子機構

がんは正常な増殖制御を失い異常増殖する細胞の集団であり、多くのがん細胞は、G1期CDKの活性化経路に異常を持ち、正常細胞に対し増殖優位性を示す。また、ゲノムの不安定化もがん細胞の大きな特徴として観察される。研究代表者はこれまでに、真核細胞のモデルである出芽酵母を用いて、G1期CDKの異常活性化がゲノムの不安定化を誘導することを示した。本研究では、このゲノムの不安定化がどのような過程を経て生じるのかを明らかにすることを目的とし、解析を進めた。G1期CDKの異常活性化はゲノムDNA複製の効率を低下させることが予測されるため、本研究では、複製フォークが長時間存在することでゲノムの不安定化が引き起こされるという仮説を立て、出芽酵母を用いて転座、欠失等のGross Chromosome Rearrangement (GCR)の発生頻度を指標にその検証を行った。出芽酵母ゲノム上に存在する複製フォークの進行を阻害あるいはスローダウンさせることが知られている領域を染色体上に人工的に配置し、複製フォーク進行阻害配列の有無がGCR発生頻度に直接影響を与えるかどうかを調べたところ、阻害配列の導入により、GCRの大幅な増加が見られた。この時G1期CDKの異常活性化を起こさせても、野生型で観察されるほどのさらなる上昇はなかったことから、複製フォークの進行異常がG1期CDKによるゲノム不安定化に大きく寄与していることが示唆された。これらの結果は、G1期CDKの異常活性化が高頻度に見られるがん細胞におけるゲノム不安定化の機構を理解する上で非常に重要なものであると考えている。また最近、研究代表者はCDK活性がなくてもDNA複製を行える変異体を単離することに成功した。こういった変異体でのGCR発生頻度の変化を調べるとともに、がん細胞でこういった変異の蓄積が見られるかどうかを調べていくことも計画している。

がんは正常な増殖制御を失い異常増殖する細胞の集団であり、多くのがん細胞は、G1期CDKの活性化経路に異常を持ち、正常細胞に対し増殖優位性を示す。また、ゲノムの不安定化もがん細胞の大きな特徴として観察される。研究代表者はこれまでに、真核細胞のモデルである出芽酵母を用いて、G1期CDKの異常活性化がゲノムの不安定化を誘導することを示した。本研究では、このゲノムの不安定化がどのような過程を経て生じるのかを明らかにすることを目的とし、解析を進めた。G1期CDKの異常活性化はゲノムDNA複製の効率を低下させることが予測されるため、本研究では、複製フォークが長時間存在することでゲノムの不安定化が引き起こされるという仮説を立て、出芽酵母を用いて転座、欠失等のGross Chromosome Rearrangement (GCR)の発生頻度を指標にその検証を行った。出芽酵母ゲノム上に存在する複製フォークの進行を阻害あるいはスローダウンさせることが知られている領域を染色体上に人工的に配置し、複製フォーク進行阻害配列の有無がGCR発生頻度に直接影響を与えるかどうかを調べたところ、阻害配列の導入により、GCRの大幅な増加が見られた。この時G1期CDKの異常活性化を起こさせても、野生型で観察されるほどのさらなる上昇はなかったことから、複製フォークの進行異常がG1期CDKによるゲノム不安定化に大きく寄与していることが示唆された。これらの結果は、G1期CDKの異常活性化が高頻度に見られるがん細胞におけるゲノム不安定化の機構を理解する上で非常に重要なものであると考えている。また最近、研究代表者はCDK活性がなくてもDNA複製を行える変異体を単離することに成功した。こういった変異体でのGCR発生頻度の変化を調べるとともに、がん細胞でこういった変異の蓄積が見られるかどうかを調べていくことも計画している。