遺伝子ターゲッティングの組換え頻度の調節機構の解析-次世代の遺伝子治療への基礎的アプローチ-

Research Project

Project/Area Number	10878117
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Molecular biology
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	園田英一朗京都大学, 医学研究科, 助手 (50281093)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	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) 武田俊一京都大学, 医学研究科, 教授 (60188191)
Project Period (FY)	1998
Project Status	Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help	¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 1998: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords	遺伝子相同組み換え / DT40細胞 / Rad51 / Rad52 / Rad54 / DNA修復 / 染色体不安定性 / 姉妹染色分体交換
Research Abstract	我々の目標は、クリーンな遺伝子治療法の開発、すなわち遺伝子ターゲッテイング法による遺伝子治療の実用化である。その第一歩として、動物細胞ではほとんど起こらない遺伝子相同組み換え(ターゲッテイング機構そのもの)をいかにして実用的なレベルに引き上げるかを目標に、本研究を開始した。現在、その目標は未だ達成されていないが、その研究手段の一つとして、動物細胞で相同組み換えの中心機構をになうと考えられる、Rad遺伝子群(Rad51,Rad51B,Rad52,Rad54,)を欠損した細胞株を作成した。それら相同組み換え遺伝子欠損細胞株の解析により、相同組み換えは、ターゲッテイングやDNA修復において予想されていた機能のみならず、細胞増殖に必須な機能があることが明らかとなった。相同組み換えは、1.動物細胞の増殖に必須であり、この機能を欠損した細胞株は、その一部またはすべての細胞が、染色体断裂を伴い死亡する。2.主としてG2期におけるDNA修復に関与しており、Gl期では、非相同組み換えに関与するKu蛋白が主として機能している。3.最初から予想されていたように、遺伝子ターゲッテイングに必須であり、上述した相同組み換えに関与するどの分子の欠損株でもターゲッテイング頻度は低下する。4.動物細胞で染色体不安定性の指標として用いられる姉妹染色体分体交換(SCE)を生成する主要な機構であることが判明した。結論として、相同組み換えは、複製中にできるゲノム上の傷を常時修復しており、その結果の一部がSCEとして出現する。またその欠損は染色体断裂による細胞死を引き起こすことが明らかとなった。これは、動物細胞の増殖において相同組み換えが常に機能していることを意味する重要な観察所見であるのみならず、その機構の微調整により遺伝子ターゲッテイングを効率よく引き起こすことができる可能性がでてきた。