重粒子線によるDNA2本鎖切断に対する修復タンパク質の応答機構

• Project/Area Number: 16710040
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Risk sciences of radiation/Chemicals
• Research Institution: Central Research Institute of Electric Power Industry (2005-2006); The Institute of Physical and Chemical Research (2004)
• Principal Investigator: 冨田 雅典 (財)電力中央研究所, 原子力技術研究所, 特別契約研究員 (00360595)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 重粒子線 / DNA2本鎖切断 / DNA-PK / NBS1 / ATM / 放射線影響 / DNA依存性プロテインキナーゼ / DNA修復

Research Abstract

DNA2本鎖切断(DSB)修復機構の細胞周期依存性の解析
DNA2本鎖切断(DSB)の修復は、細胞周期と密接して行われる。相同組換え修復(Homologous recombination : HR)は姉妹染色分体を鋳型として修復するため、姉妹染色分体が存在するS/G2期のみで起こるが、非相同末端結合(Non-homologous end-joining : NHEJ)は、すべての細胞周期で起こる。HRにおいて重要なナイミーヘン症候群(NBS)の原因遺伝子産物Nbslを欠損したヒトNBS患者由来細胞を用いた検討から、重粒子線による重篤なDSBは、HRにより効率的に修復できない可能性を報告した。
重粒子線照射後の細胞周期分布の変化を解析するため、NBS細胞とNBS1 cDNAを導入したNBS細胞を、フローサイトメーターを用いて解析したところ、いずれもG2期からM期への進行が顕著に抑制された。この結果から、損傷が重篤なためにNBS1の有無にかかわらずHRによる修復ができず、細胞周期の進行が抑制されることが明らかとなった。
細胞周期と細胞生存率の関係を調べるために、G1/S期境界に同調したHeLa細胞を用い、コロニー形成法により生存率の変化を解析した。その結果、非同調の細胞に比べて高い致死効果が得られた。以上の結果から、G2期で細胞周期進行を抑制し、細胞死を積極的に誘導する過程が明らかになった。
次に、シグナル伝達機構を解明するため、細胞周期チェックポイント関連タンパク質Chk2のリン酸化を、ウェスタンブロット法により解析した結果、X線を照射した場合に比べて、リン酸化が顕著に抑制されていることを見出した。よって、NBS1依存的なリン酸化シグナル伝達機構が活性化せず、Chk2のリン酸化が抑制されるために、G2期からの進行が抑制されることが示唆された。