初期卵割期のDNA高速複製機構に関する研究

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卵生の多くの動物種においては、受精直後の細胞分裂速度は通常の体細胞分裂速度に比べて非常に速く,DNA複製速度は体細胞のそれの数十倍の速度に達する。DNAポリメラーゼの複製速度は一定であるが,複製開始点が増加することにより染色体DNAの複製が短時間で終了するという可能性が古くから示されているが,複製開始点の増加を司る因子や機構についてはまったく不明であり,ほとんど研究の積み重ねが行われていないのが現状であった。15〜16個のGまたはCが連続したGストリングは,確率的にはゲノムあたり1コピーしか存在しないはずであるが,多細胞真核生物のゲノムには20塩基以上のGストリングが多数散在する。我々は高速DNA複製する卵生の動物のDNAには,胎生の動物よりGストリングが多く存在することを見出し,その機能解析を行った。本研究では1.サウスウェスタン法によりGストリング結合タンパク質(GSBP)をクローニングした。2.GSBPは新規のタンパク質であり,複製速度が速い初期卵割期に強く発現し,DNA複製が一旦停止する胞胚期には発現を停止し,再び複製が開始される原腸胚期に発現があり,複製が停止するプリズム胚期以降は発現が消失することから,DNA複製速度との強い正の相関が見られた。3.GSBP内には,サイクリン依存性キナーゼの標識配列,Destructionボックス,PEST配列があり,細胞周期に伴って分解される可能性が強いタンパク質であること,4.GSBP-GFP融合タンパク質を胚はいで発現させ細胞周期に伴う挙動を解析したところ,S期を含む分裂間期では核に局在し,M期に消失すること,5.DNA結合ドメインだけを強制発現させると,染色体分離に異常が生じることが明らかになった。以上の結果から,GSBPは核構造とDNA複製に重要な役割を担っていることが示唆された。また,ヒトのホモログの単離にも成功した。