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DNA鎖間架橋除去に働くFAN1ヌクレアーゼの損傷塩基対除去機構

Research Project

Project/Area Number 14J06948
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Genome biology
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

高橋 大介  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
KeywordsFAN1ヌクレアーゼ / DNA鎖間架橋修復 / ファンコニ貧血 / DNA鎖間架橋 / FANCI-FANCD2(ID)複合体
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、FAN1ヌクレアーゼによるDNA鎖間架橋(Interstrand crosslink: ICL)の除去機構を明らかにすることを目的としている。ICLの除去は、ICL修復不全によってもたらされるファンコニ貧血の病体解明だけでなく、ゲノムの安定性の理解にも繋がる重要な機構である。ICLの修復は、DNA複製と共役して行われる。DNA複製がICLによって停止すると、5´-flap構造を有するDNA基質が形成される。FAN1ヌクレアーゼは、この構造を特異的に認識し、架橋された塩基対を切り出す。一方で、5´-flap構造の単鎖DNA領域には、RPAと呼ばれる単鎖DNA結合タンパク質が迅速に集積することが明らかになっている。これらのことは、生体内でFAN1は、RPAが結合した5´-flap構造を認識してDNA切断を行う必要があることを意味している。RPAが結合した基質上でのFAN1によるDNA切断活性の解析は、ICL修復機構の理解に重要な知見を与えるものであるが、現在までその解析は行われてこなかった。そこで、全長ヒトFAN1の新規精製系およびFAN1のヌクレアーゼ活性を評価する試験管内再構成系を確立し、解析を行った。その結果、まず大腸菌発現系を用いてFAN1を高純度かつ大量に精製することに成功した。さらに、調製したFAN1を用いて、RPAが結合した5´-flap DNA基質に対するヌクレアーゼ活性を評価したところ、この基質に対してもFAN1は効率良くDNA切断を導入できることを明らかにした。以上のことから、FAN1は、5´-flap構造の二重鎖DNA領域に結合し、単鎖DNA領域に結合したRPAと立体障害を起こすことなく、DNA鎖の正確な切断を行うことが明らかになった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Human FAN1 promotes strand incision in 5'-flapped DNA complexed with RPA.2015

    • Author(s)
      Takahashi D, Sato K, Hirayama E, Takata M, Kurumizaka H.
    • Journal Title

      J Biochem

      Volume: 158 Issue: 3 Pages: 263-70

    • DOI

      10.1093/jb/mvv043

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Expression and purification of human FANCI and FANCD2 using Escherichia coli cells.2014

    • Author(s)
      Daisuke Takahashi, Koichi Sato, Mayo Shimomuki, Minoru Takata, Hitoshi Kurumizaka
    • Journal Title

      Protein Expression and Purification

      Volume: 103 Pages: 8-15

    • DOI

      10.1016/j.pep.2014.08.012

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Biochemical analysis of Fanconi-associated nuclease FAN12014

    • Author(s)
      高橋大介, 佐藤浩一, 平山恵美子, 高田穣, 胡桃坂仁志
    • Organizer
      The 9th 3R Symposium (International Symposium on DNA Replication, Recombination and Repair)
    • Place of Presentation
      御殿場
    • Year and Date
      2014-11-17 – 2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Involvement of FAN1 nuclease in interstrand crosslink repair2014

    • Author(s)
      高橋大介, 佐藤浩一, 平山恵美子, 高田穣, 胡桃坂仁志
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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