Cdc7および複製フォーク保護因子による複製フォーク安定化維持機構の解析

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がん細胞の大きな特徴は遺伝的不安定性の増大である。その原因として、外的内的な要因による複製フォーク停止への応答不全が重要な因子のひとつとして最近注目されている。主に酵母での研究から、何らかの原因で複製フォークの進行が阻害されると、まず複製フォークが異常な構造にならないように、安定化されることが明らかとなってきた。この安定化に、Claspin/Mrc1,Tim1/Swi1/Tof1,Tipin/Swi3/Csm3といった保存された因子(複製フォーク保護因子)が関与する。私たちは、DNA複製開始を制御するヒトCdc7-ASKキナーゼ複合体を発見し、その機能解析を行ってきた。Cdc7キナーゼを動物細胞で不活性化すると細胞はDNA複製を停止し、主にS期内で増殖停止する。この時、核内のPCNA fociが著しく増加するとともに、DNA損傷が蓄積する。本年度、私たちは、(1)分裂酵母においてHsk1(Cdc7)はMrc1(Claspin),Swi1(Tim1),Swi3(Tipin)と遺伝的、物理的に相互作用し、複製フォークの安定化と、チェックポイントキナーゼの活性化に必要とされること、(2)ヒトおよびマウス細胞においてCdc7が複製フォーク停止に応答するChk1キナーゼの活性化に必要であること、およびCdc7はClaspinと物理的に相互作用し、これをリン酸化すること、また、(3)動物細胞においてTim1およびTipinは複製フォーク停止によるChk1キナーゼ活性化に必要とされること、などを見い出した。私たちは、これらの結果からCdc7のS期における主要な機能にひとつは、Claspin/Tim1-Tipinと共同して複製フォーク進行障害時に複製フォークを安定化しゲノムを崩壊から守ることであると考えている。がん細胞においては、種々のチェックポイントが不全になっていることが多く、複製フォーク不安定化の誘導は、修復不能なDNA損傷を誘導し、最終的に細胞死を誘導できる可能性がある。実際、Cdc7および上記複製フォーク保護因子の発現をがん細胞において抑制したところ、細胞死が誘導された。現在、複製フォーク制御因子を標的とした制癌剤開発の可能性についても検討を行っている。