生物学的遺伝はDNA複製を基盤とし、何百何千もの異なるDNAサイトを、同時に正確に複製する工程である。もしこの複製工程が予定通り行なわれない場合、細胞に必要な材料が欠けたり不要な材料が増加したりし、不完全な遺伝子複製の特質として、出生異常や発ガンが見受けられる。ノースカルフォルニア大学（UNC）医学部の研究チームは、DNA複製に必要なタンパクであるCdt1が、細胞分裂後期の有糸分裂に重要な役割を果たしていることを明らかにした。この発見により何故多くの発ガンが、遺伝子の不完全さだけでなく、通常46個の染色体数の増減にも起因するのかが説明できる。
研究結果はネイチャー・セルバイオロジー誌2012年5月13日号のオンライン版に発表されたが、DNA複製タンパクがこのような2つの役割を有することを明確に示したのは世界初である。「私達はこのタンパクの役割は既によく知っていると思っていました、つまり、複製するDNA上に複製開始を準備するタンパクをロードするのだと考えていたのです。ところがこのタンパクは、もう一つの顔を持っていて、細胞サイクルの別の部分を相補的に司っていたのです。」とUNC医学部の生化学、生物物理、薬理学准教授で上級著者であるジーン・クック博士は語る。
細胞サイクルは幾つかの工程から成り立ち、複製によって2個の娘細胞に分裂する事によって、細胞の成長をおこなっている。4つの明確な工程から成り、それらは；G1 期(Gap 1)、S 期(DNA 合成)、M期 (有糸分裂)、そしてG2 期(Gap 2)である。クック博士のチームはG1期、つまりCdt1が遺伝子上にDNA複製を行なうタンパク類をロードするサイクルに注目している。
本研究でクック博士のチームは、細胞内でCdt1が相互作用を有する他のタンパクをスクリーニングした。同博士が期待したことは、複製開始に関与する他の要素を見つける事であったのだが、驚くことには、有糸分裂にも関与するタンパクが見つかった。
このタンパクは、「Highly（大量に）Expressed（発現する）in Cancer（ガンにおいて）」と言う意味で名付けられていた既知のHec1タンパクであり、有糸分裂期や分裂期に、2個ずつ作製された染色体を1個ずつ正確に2個の娘細胞に振り分ける工程をサポートする機能を有する。クック博士はHec1が分裂開始にも関与し、Cdt1はそのサポート的な機能でしかないという誰も気付いていない発見をしたと予測していた。
クック博士は、生物学教授でHec1の権威であり本研究の共同上級著者であるエドワード（テッド）D.サーモン博士と共同研究を行ない、この2つの可能性について検討を行なった。Cdt1が分裂開始を行なった後、このタンパクの機能を阻害し、有糸分裂に与える影響を観察した。
その結果、生細胞のリアルタイム画像を記録できる高性能の顕微鏡を用いて、Cdt1機能がブロックされた細胞では正常な有糸分裂が行なわれない事が確認された。
Cdt1が有糸分裂に関与している事が判明したので、次にチームが注力したのはプロセスにおける機序であった。そして、遺伝子工学や画像解析技術を駆使し、Cdt1が無ければHec1は細胞内で正常な立体構造を維持できず、染色体を正確に娘細胞に分割できない事が実証された。
クック博士は、変形した多くのCdt1が例えばがん細胞内で多く生成されれば、分裂開始にも有糸分裂にも影響を与えるのであろうと説明する。現在行なわれている臨床試験は、がん細胞中の変形Cdt1量を増加させて、既に異常化しているがん細胞自体が増殖できないようにしようとするものである。
■原著へのリンクは英語版をご覧ください：DNA Replication Protein Also Has a Role in Mitosis and Cancer
