HOME > 専任教員の研究
助教:北村憲司
細胞分化の開始にはG1期での増殖停止が必須であり、癌細胞ではこの制御が異常になっています。細胞周期制御、特に増殖停止と分化の進行における蛋白質分解の役割を、酵母の細胞分化をモデル系として調べています。
(図 細胞増殖)
1.研究テーマ  2.公表論文  3.リンク
1.研究テーマ
※細胞増殖停止と細胞分化の制御
 細胞周期停止と細胞分化の開始がいかにして連携されているかを調べるため、増殖停止が異常になった変異株を単離して、異常の原因を分子レベルで追求しています。細胞周期が正常に進行するためには、蛋白質分解が大変重要な役割を演じていますが、単離した変異株のいくつかでは、ユビキチン依存性蛋白質分解に欠損があり、サイクリンやCDKインヒビターなど、細胞周期進行を調節する重要な蛋白質がうまく分解されていません(Mol.Biol. Cell, 1998; Curr. Genet., 1998)。とりわけS期サイクリン(Cig2)は、細胞周期進行に伴い二つの分解系が使い分けられてサイクリン蛋白質が分解されるのに加え、その転写自体が別の蛋白質分解システムの支配下にあり、三重の制御によって極めて厳格にサイクリン蛋白質量が調節されている事がわかりました(Mol. Cell, 2000)。これらの酵母変異株では、細胞周期制御因子の分解が適切に起こらないために増殖制御が破綻していますが、高等生物の癌細胞でも類似の異常が観察され、酵母実験系はよいモデルとして注目されています。
(図1)
    現在、以下の様なテーマで研究を行っています。
  1. 細胞分化における Anaphase-promoting complex/cyclosome の役割
     E3ユビキチンリガーゼのひとつであるAPC/cyclosomeは、サイクリンやセキュリンなど、重要な細胞周期制御因子を分解する事で、増殖時における体細胞分裂の秩序だった進行を保証する重要な因子ですが、増殖のみならず細胞分化時にも重要な役割を持っている事がわかってきました(Mol.Biol. Cell, 1998; Mol. Gen. Genomics, 1998)。APC/Cはその活性化因子として、Fizzyファミリー蛋白質を必要としますが、神経細胞など最終分化した細胞に発現しているものも見つかっています。分裂酵母のゲノムにはこのファミリーに属する複数の蛋白質が存在しており、各々の蛋白質の役割や機能分担について調べています。
  2. N-end rule経路(N末端則分解系)の機能
     細胞増殖と細胞分化は互いに相容れない排他的な現象ですが、この細胞体制変換を制御する手段の一つとして、分化のマスタースイッチ蛋白質(Mei2)が、細胞の生理状態に応じて不必要時には分解され、不適切に機能しない様に抑制されている事、その分解が「N末端則分解系」に依存している事を証明しました(Dev. Cell, 2001)。N末端則分解系は高等生物にもよく保存されているものの、その基質や生体内の役割には不明点が多く、十分な解析がなされていません。N末端則分解系が機能しない分裂酵母変異株では、細胞増殖や分化に種々の特徴的な異常を示すため、重要な細胞機能が欠損していると予想されます。N末端則分解系の、特に細胞分化における機能の解明と、分解される基質蛋白質の同定を目指して研究しています。
    (図2) (図3)
  3. MAPキナーゼカスケードの機能
    酵母には複数のMAPキナーゼカスケードが存在し、性フェロモンシグナル伝達や、ストレス応答、形態形成過程など幅広い現象を制御しています。増殖と分化制御の観点からErkとp38タイプの2つのMAPキナーゼの機能について調べています(unpublished; FEMS Microbiol., 1996; EMBO J. 1991)。
研究に興味を持たれた方は、御連絡ください。
▲top
2.公表論文
Original papers
  • M. Morishita, F. Morimoto, K. Kitamura, T. Koga, Y. Fukui, H. Maekawa, I. Yamashita and C. Shimoda (2002) Phosphatidylinositol 3-phosphate 5-kinase is required for the cellular response to nutritional starvation and mating pheromone signals in Schizosaccharomyces pombe  Genes to Cells 7: 199-215 PubMed

  • S. Katayama, K. Kitamura, A. Lehmann, O. Nikaido and T. Toda (2002) Fission yeast F-box protein Pof3 is required for genomic integrity and telomere function. Mol. Biol. Cell 13: 211-224 PubMed

  • K. Kitamura, S. Katayama, S. Dhut, M. Sato, Y. Watanabe, M. Yamamoto and T. Toda (2001) Phosphorylation of Mei2 and Ste11 by Pat1 kinase inhibits sexual differentiaion via ubiquitin proteolysis and 14-3-3 protein in fission yeast. Dev. Cell 1: 389-399 PubMed

  • H. Asakawa, K. Kitamura and C. Shimoda (2001) A novel Cdc20-related WD-repeat protein, Fzr1, is required for spore formation in Schizosaccharomyces pombe. Mol . Gen. Gennomics 265: 424-435 PubMed

  • H. Yamano*, K. Kitamura*(*第一、第二著者はequal contribution), K. Kominami, A. Lehmann, S. Katayama, T. Hunt and T. Toda (2000) The spike of S-phase cyclin Cig2 expression at the G1-S border in fission yeast requires both APC and SCF ubiquitin ligases. Mol. Cell 6: 1377-1387 PubMed

  • K. Kitamura and I. Yamashita (1998) Identification of a novel casein kinase-1 homologue in fission yeast Schizosaccharomyces pombe. Gene 214: 131-137 PubMed

  • K. Kitamura, H. Maekawa and C. Shimoda (1998) Fission yeast Ste9, a homologue of Hct1/Cdh1 and Fizzy-related, is a novel negative regulator of cell cycle progression during G1-phase. Mol. Biol. Cell 9: 1065-1080 PubMed

  • H. Maekawa, K. Kitamura, and C. Shimoda (1998) The Ste16 WD-repeat protein regulates cell-cycle progression under starvation therough the Rum1 protein in Schizosaccharomyces pombe. Curr. Genet. 33:29-37 PubMed

  • K. Kitamura. T. Nakamura, F. Miki and C. Shimoda (1996) Autocrine response of S. pombe haploid cells to mating pheromones. FEMS Microbiol. Lett. 143:41-45 PubMed

  • H. Maekawa, T. Nakagawa, Y. Uno, K. Kitamura and C. Shimoda (1994) The ste13+ gene encoding a putative RNA helicase is essential for nitrogen starvation-induced G1 arrest and initiation of sexual development in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. Mol. Gen. Genet. 244: 456-464 PubMed

  • T. Kurihara, K. Kitamura, K. Takaoka and H. Nakazato (1993) Murine bone morphogenetic protein-4 gene: Existence of multiple promoters and exons for the 5'-untranslated region. Biochem. Biophys. Res. Commun. 192: 1049-1056 PubMed

  • K. Kitamura and C. Shimoda (1991) The Schizosaccharomyces pombe mam2 gene encodes a putative pheromone receptor which has a significant homology with the Saccharomyces cerevisiae Ste2 protein. EMBO J. 10: 3743-3751 PubMed

  • K. Kitamura and C. Shimoda (1991) The novel gene trs1 encodes an essential protein for the transition from mitotic cell cycle to resting state in Schizosaccharomyces pombe. FEMS Microbiol. Lett. 84: 1-6 PubMed

  • K. Kitamura, T. Nakagawa and C. Shimoda (1990) Novel sterile mutants of the fission yeast Schizosaccharomyces pombe which are defective in their response to starvation. Curr. Genet. 18: 315-321

  • P. M. Lund, Y. Hasegawa, K. Kitamura, C. Shimoda, Y. Fukui and M. Yamamoto (1987) Mapping of the ras1 gene of Schizosaccharomyces pombe. Mol. Gen. Genet. 209: 627-629 PubMed

総説
北村憲司, 下田 親 (1994) 細胞周期とG1サイクリン  蛋白質・核酸・酵素 39: 170-175
実験書
森本総子,北村憲司 (1998) 酵母ゲノムのサザン解析 細胞工学別冊 脱アイソトープ実戦プロトコル 38-45
その他
北村憲司 (2000) 染色体分離の分子機構 化学 55: 57-58
▲top
3.pombe link
The Sanger Centre : S.pombe
Pombe Genome view (NCBI)
Post genomics (Sanger, J. Bahler)
Forsburg Lab pombe Pages
protocol (Wolf lab)
Proteome analysis of fission yeast
PombePD (Incytegenomics)
FYSSION project
Hiraoka-sensei's lab(郵政省通信総研)
Yamamoto sensei's lab(東大)
Yeast Virtual Library (NIH)
pombe collection (NYNC)
Saccharomyces Genome Database (SGD)
Yeast links (SGD)
Yeast Interacting Proteins Database (Kanazawa, Ito)
酵母遺伝学フォーラム
Nature cell division-related sites
▲top

BACKhistory BACK
  HOME > 専任教員の研究