Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

減数分裂 / 細胞周期 / MAPキナーゼ / Mos / 情報伝達 / p90Rsk / DNA複製 / prereplication complex / p90RSK / インターフェイス / 受精 / イトマキヒトデ / モジュール / カルシウム / 卵成熟

本研究では、受精のシグナルがMAPキナーゼ情報伝達系を経由してDNA複製開始につながる全経路を明らかにしようとした。そのストラテジーとしては情報のながれる上流からと下流からの両方向からこれらの接点にあたるところの分子の探索を行った。第一には情報伝達系からのシグナルの流れを下り、受精の信号を細胞周期の制御機構(この場合DNA複製の開始)を操作するためのシグナル転換装置(これをとよぶ)に迫ろうとするもので、第二には、これとは逆にDNA複製装置のについて、受精までの間にどのような状態でDNA複製開始が停止しているかを明らかとし、受精のシグナルが入ったあとに複製装置が起動するために必要な分子(この分子に制御に情報伝達系が連結されている可能性が高い)を同定しようとした。
その結果、第一の方法ではMAPキナーゼ情報伝達の下流にはp90Rskという蛋白質キナーゼが関与していることが明らかになり、第二のアプローチからは情報伝達のつながっているDNA複製装置の構成要素はCdc45という2重鎖DNAの巻き戻しとDNAポリメラーゼαの複製起点への導入に必要とされる蛋白質であるとことが明らかとなった。これらの結果によりインターフェイス分子の同定には至らなかったものの、DNA複製を制御するこれまでにしられていない新規のチェックポイントの解析の途を開いたものと考えられ、さらに、Cdc45とp90Rskのあいだをつめることにより、もう一歩で、いまだどの生物でも知られていない受精のシグナルがMAPキナーゼ情報伝達系を経由しDNA複製開始につながる全経路を解明できるところまで到達できた。

モジュール / 金属イオン / 亜鉛 / マグネシウム / カルシウム / 配位子 / モチーフ

本年度は、立体構造が判明しているタンパク質で数多く見られるすべての金属イオン、カルシウム、マグネシウム及び亜鉛イオンにおいて、それぞれのイオンがいくつのモジュールに配位するのか、及びそれぞれのイオンの配位部位に類似のモジュールが存在するのかを調べた。タンパク質における金属イオン配位子の今までの研究では、タンパク質における金属イオンの配位子は、アミノ酸配列上全体に散らばっていると考えられていた。しかし、多くのタンパク質で調べたところ、カルシウム、マグネシウム、亜鉛イオンにおいては、約75%の場合は配位子が局在していることがわかった。タンパク質のコンパクトな構造単位であるモジュールと金属イオン配位子の関係を見ると、金属イオン配位子は、ひとつないしは二つのモジュールに局在していることがわかった。これら金属イオン配位子を持つモジュールの立体構造を比較すると、どの金属イオンにおいても、類似立体構造をもつ金属イオン配位モジュールが存在することがわかった。各金属イオンを配位する類似立体構造のモジュールにおいて、それらのアミノ酸配列を比較すると、モジュール全体にわたって類似性が見られる場合と類似性が見られない場合とがある。モジュール全体にわたって類似性が見られる場合は、すでにアミノ酸配列のモチーフが報告されているが、モチーフによって推定できるタンパク質の金属配位部位は、立体構造解析によって判明している金属配位部位の約30%にすぎない。立体構造が類似でアミノ酸配列モチーフが見られない場合でも、金属イオン配位子となる残基は同一または類似残基であった。特に亜鉛イオンの場合はヒスチジンかシステインによって配位されている場合が約75%であった。ゲノム配列から予測される機能未知アミノ酸配列が大量にデータベースに存在することより、類似立体構造を持つ金属イオン配位モジュールのアミノ酸配列から何らかの共通性を見いだし、アミノ酸配列から金属配位モジュールを推定できるようにすることが次の課題となる。