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高頻度にターゲットインテグレーションをおこすニワトリ細胞株の相同組換え機構の解析

Research Project

Project/Area Number 10152227
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

武田 俊一  京都大学, 医学研究科, 教授 (60188191)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) CIARAN Morri  京都大学, 医学研究科, 外国人特別研究員
岩井 裕子  京都大学, 医学研究科, 助手 (10281726)
高田 穣  京都大学, 医学研究科, 助手 (30281728)
園田 英一朗  京都大学, 医学研究科, 助手 (50281093)
Project Period (FY) 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 1998: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Keywords相同DNA組換え / 標的組換え / DT40 / ターゲットインテグレーション / Rad51 / DNA修復 / 放射線 / 染色体断裂
Research Abstract

細胞のゲノムは、内因的および外因的な要因によって損傷が起る。内因的損傷としては、DNA複製時のエラー、DNA断裂、酸素ラジカルによる塩基の損傷などが起る。外因的損傷を与える原因としては、電離放射線照射、紫外線、環境変異原、抗がん剤などがある。以上のような損傷を修復する複数の経路を生物は、進化の過程で獲得した。この修復経路に異常が起ると、ゲノムの一次構造が不安定になり、発癌が促進される。我々は、高頻度に標的組み換えを起こすニワトリBリンパ細胞株DT40で様々な遺伝子の変異クローンを作成することによってDNA修復機構、特に相同DNA組み換え機構を解析した。
酵母で相同DNA組み換え機構に関与する遺伝子と一次構造が保存されたヒト相同遺伝子がこれまでに13種類(Rad51、Rad51B、Rad51C、Rad51D、Xrcc2、Xrcc3、Rad52、Rad54、Rad54B、Mre11、Rad50、NBS、Dmc1)見つかっている。我々は、これらの変異クローンを標的組み換えを使ってDT40から作成している。これまでに半分以上の遺伝子の変異クローンを作成した。我々は、以下の3点を解明した。
(1) 相同DNA組み換えは、酵母と同様に電離放射線照射によって生じたゲノムDNAの2本鎖切断を修復する(Cell89:185,1997)。このタイプの修復は、S期後期からG2期にかけてのみ起こる。すなわち、相同DNA組み換え機構は、放射線照射によって切断された染色分体をもう一方の染色分体と組み換えを起こすことによって切断を修復するのであろう(EMBOJ.17:5497,1998)。
(2) 標的組み換えは、Rad51、Rad51B、Rad54のいずれかがないと検出できないレベルにまで低下した。
Rad52は、酵母の相同DNA組み換え機構のなかでは最も重要な分子である。ところが、Rad52欠損株では、放射線感受性は正常レベルであり、標的組み換えも数分の1に低下した程度であった(MCB.18:6430,1998)。
(3) Rad51欠損によって染色体段裂が自然発生し細胞死が観察された。この知見は、動物細胞では、DNA複製中に少数のゲノムDNAの2本鎖切断が起こりその致死的損傷を相同DNA組み換えが修復することを示唆している(EMBOJ.17:598,1998)。

Report

(1 results)
  • 1998 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All Other

All Publications (6 results)

  • [Publications] O.Bezzubova et al.: "Reduced X-ray resistance and homologous recombination frequencies in a RAD54-/-mutant of the chicken DT40 cell line." Cell. vol.89(2). 185-193 (1997)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] E.Sonoda et al.: "Rad51 deficient vertebrate cells accumulate chromosomal breaks prior to cell death." EMBO J.vol.17(2). 598-608 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] M.Tanabe et al.: "Disruption of the HSF3 gene results in the severe reduction of heat shock gene expression and loss of thermotolerance." EMBO J.vol.17(5). 1750-1758 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Yamaguchi-Iwai et al.: "Involvement of Rad52 in genetic recombination and double-strand break repir of vertebrate cells." Mol.Cell.Biol.vol.18(11). 6430-6435 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] M.Takata et al.: "Homologous recombination and nonhomologous and joining pathways of DNA double-strand break repair have overlapping roles in the maintenance of chromosomal integrity in vertebrate cells." EMBO J.vol.17(18). 5497-5508 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] E.Sonoda et al.: "Sister chromatid exchanges are mediated by homologous recombination in vertebrate cells." Mol.Cell.Biol.(in press). (1999)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report

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Published: 1998-04-01   Modified: 2016-04-21  

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