体細胞の細胞周期とその制御機構－RCC1-RanGTPase（アールシーシーワンランジーティーピー）の解析を中心として－
平成12年度～平成16年度
西本 毅治（九州大学・名誉教授）
細胞周期はDNA複製に代表される時間的事象と低分子G蛋白質Ranが関与する核細胞質間物質輸送、微少管・核膜形成といった空間的事象のバランスの上に進行する。本研究者はハムスターBHK21温度感受性変異細胞tsBN2を分離した。この細胞がRanGDP/GTP（ランジーディーピージーティーピー）交換因子RCC1に変異を持ち、未成熟染色体凝縮を起こす事から本研究に着手した。ここではRCC1が染色体にあると言う事実に着目し、「RCC1が染色体にあってその転写・複製の状況を、Ranを介して下流に伝達して、空間的事象と時間的事象のバランスを取って正常な細胞周期進行を可能にしている」という考えの基に、RCC1-Ranサイクルに関与する新規な遺伝子の同定、同定された遺伝子のRCC1-Ranサイクルにおける機能の解明を目的として本研究を行った。研究材料には強力な遺伝学・遺伝子工学が使え、そして体細胞により近い染色体構造を持つ分裂酵母を主として用いた。
RCC1発見の契機となった細胞複製温度感受性BHK21細胞の変異遺伝子同定をあわせて行った。ヒトゲノム情報が整備されて、本研究の環境は整ってきた。しかし、今では世界で我々のみが行っている。動物細胞独自の遺伝子も同定され、ヒトゲノム計画を保管する研究として本研究の将来的意義は大きい。
1）．分裂酵母RCC1相同体Pim1のpim1tsを分離し、サプレッサーとして、Pim1、Ran以外にRNA結合蛋白質、Proteinkinaseが分離された。さらに、分裂酵母RanGAP/SpRna1（ランジーエーピーエスピーアールエヌエーワン）のsprna1ts（エスピーアールエヌエーワンティーエス）を分離し、HistoneH3lysine9methyltransferase、Clr4とクロマチンリモデリング因子Snf2SRがサプレッサーとして得られた。この結果、RanGAPはヒストンH3、Clr4と3量体を形成し、H3はRanGAPを阻害し、それをClr4が解除する事、またRanGAPはClr4活性を促進する事が判明。確かにS．pomberna1ts（エスポンベアールエヌエーワンティーエス）はヘテロクロマチン形成に欠陥がある。
2）．RCC1遺伝子に温度感受性変異を持つマウスRcc1ts/ts（アールシーシーワンティーエス）を作成した。Rcc1ts/tsはblastocyst（ブラストサイト）の段階で染色体凝縮を起こして死亡したが、33．5度では更に増殖し分化細胞trophoblastgiant（TG）cellsが得られた。
3）．カフェイン類似細胞内核酸として2’deoxyadenosine（ニデオキシアデノシン）とその誘導体を同定した。これらはカフェインと同様にATRの活性を阻害し、未成熟染色体凝縮を起こす。
tsET24細胞はRNAhelicaseDEAD-BOXXisoform（DBX）に変異を持つ。DBXに類似したY染色体のDEAD-BOXYisoformはtsET24を相補した。また、tsET12株はAlanyl-tRNAsynthetase（アランルティーアールエヌエーシンチターゼ）の変異株である。
B（期待したほどではなかったが一応の進展があった）
本研究課題は、細胞複製の時空間制御に関与しているRCC1-Ranサイクルに関わる分子の同定および、細胞複製、つまりは細胞周期の乱れにより生じる癌を制御する「征癌」を目的として設定されている。細胞周期の制御タンパク質を地道に探索するという点においては目的に向かっており、酵母を用いた分子レベルの研究においては着実な成果が上げられた。しかしながら、最近の細胞周期研究の中での位置づけがやや弱く、また「征癌」という最終目標に関しては、もう一段の進展が望ましかった。RCC1-RanGTPase（アールシーシーワンランジーティーピー）の機能に関する研究成果には注目すべきものがあり、これらは生物学および細胞生命維持に関わる学問分野の研究発展に貢献できたと考えられる。また、体細胞変異遺伝子の同定など他の分野に貢献でき得る成果も認められたが、論文発表がやや少なく、十分なアウトプットが得られておらず、成果の公表・普及に関しては外から理解し難い部分もあり、最終的に国際的な評価という点では期待したほどの成果が得られたとは言い難い。
研究振興局学術研究助成課
-- 登録：平成23年03月 --