本研究では、アフリカツメガエル卵の無細胞系抽出液における、(1)クロマチン複製開始のための細胞周期制御機構と、(2)複製DNAに対するヌクレオソーム構築の制御機構を解析した。(1)クロマチン複製開始のための細胞周期制御：ツメガエル未受精卵の無細胞系はＭ期に停止した状態にあり、Ca²⁺添加によってＳ期へと移行させることができるうえ、分裂期の凝縮染色体、間期の核形成、染色体複製などのクロマチン現象を細胞内と同様に再現できるため、クロマチンのダイナミクス解析に幅広く用いられてきた。しかし、そのＭ期停止やCa²⁺添加によるＳ期移行の制御機構には不明な点が残されていた。そこで、まず、蛋白質キナーゼMosと分裂後期促進複合体（APC/C）の抑制蛋白質Erp1の関連性に注目して、ツメガエル卵のＭ期停止機構を調べた。その結果、紡錘体形成チェックポイント制御とは異なる、Mos-Erp1を中心とした制御システムによって未受精卵のＭ期停止がもたらされること、その解除によって引き起こされるＳ期移行には、Ca²⁺依存性のホスファターゼ、カルシニューリンの活性化が不可欠であることが明らかとなった。(2)クロマチン複製におけるヌクレオソーム構築の制御機構：複製DNAのヌクレオソーム形成におけるヒストンH3・H4シャペロンの動態と役割を解析した。ツメガエル卵のヒストンH3・H4シャペロン、N1、CAF-1、Asf1およびHIRAに対する特異抗体を作製し、クロマチン複製における各シャペロンの動態を、DNA複製の進行状況との関連で調べた。その結果、CAF-1はPCNAと同様にDNA複製時に限ってクロマチンに局在し、Asf1は間期の間中クロマチンに局在することが判明した。また、N1、CAF-1、Asf1のいずれを免疫除去してゲノムDNAの複製には影響がないことが示された。しかし、ヌクレアーゼ処理DNA断片の解析によって複製されたDNAのヌクレオソーム形成について調べたところ、CAF-1の免疫除去により、ヌクレオソームの規則的な配列に乱れが生じること、Asf1を免疫除去すると新規のヌクレオソーム形成が起こらなくなることが示された。一方、N1除去はヌクレオソームに影響を与えなかった。従って、CAF-1およびAsf1は複製されたゲノムDNAのヌクレオソーム形成に重要な役割をはたしていることが示唆された。現在、HIRAについて解析中である。

発表論文リスト：

1. Saeki H., Ohsumi K., Aihara H., Ito T., Hirose S., Ura K. and Kaneda Y. (2005). Linker histone variants control chromatin dynamics during early embryogenesis.Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 5697-57.
2. Shintomi K., Iwabuchi M., Saeki H., Ura K., Kishimoto T. and Ohsumi K. (2005). Nucleosome assembly protein-1 is a linker histone chaperone in Xenopus eggs. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 8210-8215.
3. Ohsumi K., Yamamoto T. M. and Iwabuchi M. (2006). Oocyte extracts for the study of meiotic M-M transition. Methods Mol. Biol., 322, 445-458.
4. Nishiyama T., Ohsumi K. and Kishimoto T. (2007).Phosphorylation of Erp1 by p90rsk is required for cytostatic factor arrest in Xenopus laevis eggs.Nature, 446, 1096-1099.
5. Nishiyama T., Yoshizaki N., Kishimoto T. and Ohsumi K. (2007). Transient activation of calcineurin is essential to initiate embryonic development in Xenopus laevis. Nature, 449, 341-345.