ゲノム損傷修復におけるヒストン修飾と染色体リモデリングの役割の解析

• Project/Area Number: 19570004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Genetics/Genome dynamics
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 園田 英一朗 京大, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50281093)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2008: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2007: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: DT40 / DNA損傷修復 / ユビキチン / ヒストン修飾 / H2AX / UBC13

Research Abstract

1.ヒストンH2AXユビキチン化変異株の作製
我々は、H2AXのリン酸化部位を欠質した変異株を作製して、リン酸化が組換えに関与していることを示した。同様な方法で、ユビキチン化されるリシン残基(K119)をアルギニンに置換したものを作製した(東北大医学研究科井倉博士との共同研究)。さらに組換え欠損(XRCC3)とH2AX完全欠損は致死になることを利用して、XRCC3/H2AX2重欠損株にユビキチン化欠損H2AXK119Rを導入し、ユビキチン化欠損を条件法で解析できる株を樹立した。現在、以下の方法で様々な細胞の表現型を解析中である。
2.変異株のDNA損傷修復能の解析
i)感受性試験;放射線、紫外線、カンプトテシン、シスプラチン、MMSなどで処理ii)染色体分析;感受性を示した薬剤で処理した後、分裂期細胞を光学顕微鏡で観察
3.UBC13のユビキチン化基質の同定
UBC13はH2AX以外にDNA修復に関与する多くの分子をユビキチン化している可能性がある。このユビキチン化基質を探索するために、野生株とUBC13欠損株にDNA損傷をあたえ、細胞から蛋白質を回収する。回収した蛋白を2次元電気泳動で展開し、変異株で欠損する蛋白質を質量分析で解析する。現在、大学院生が国立遺伝研の深川研究室で抗ユビキチン抗体による免疫沈降の予備実験をおこなった。
4.クロマチン免疫沈降法を用いた、損傷部位への修復蛋白の集積解析
DNA損傷部位周辺にどのような因子が集積しているか、またその周辺のヒストンの修飾状態はどう変化しているかを、I-SCEI制限酵素切断法とクロマチン免疫沈降法を組み合わせて明らかにする。現在I-SCEI切断部位にH2AXおよびコヒーシンタンパク質の一種であるSMC1が集積していることを確かめ、実際にDT40を使った系で2重鎖切断部位に集積するタンパク質が特異的に調べられることがわかった。

Research Products

• [Journal Article] Interplay between DNA polymerases beta and lambda in repair of oxidation DNA damage in chicken DT40 cells. (2007)
  • Author(s): Tano, K., Nakamura, J., Asagoshi, K., Arakawa, H., Sonoda, E., Braithwaite, E.K., Prasad, R., Buerstedde, J.M., Takeda, S., Watanabe, M. and Wilson. S. H.
  • Journal Title: DNA Repair 6 Pages: 869-875
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cells deficient in the FANC/BRCA pathway are hypersensitive to plasma levels of formaldehyde. (2007)
  • Author(s): Ridpath, J.R., Nakamura, A., Tano, K., Luke, A.M., Sonoda, E., Arakawa, H., Buerstedde, J.M., Gillespie, D.A., Sale, J.E., Yamazoe, M., Bishop, D.K., Takata, M., Takeda, S., Watanabe, M., Swenberg, J.A. and Nakamura. J.
  • Journal Title: Cancer Res 67 Pages: 11117-11122
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibitors of the proteasome suppress homologous DNA recombination in Mammalian cells. (2007)
  • Author(s): Murakawa, Y., Sonoda, E., Barber, L.J., Zeng, W., Yokomori, K., Kimura, H., Riimi, A., Lehmann. A., Zhao. G.Y., Hochegger, H., Boulton, S.J. and Takeda, S.
  • Journal Title: Cancer Res 67 Pages: 8536-8543
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An essential role for Cdk1 in S phase control is revealed via chemical genetics in vertebrate cells. (2007)
  • Author(s): Hochegger, H., Dejsuphong, D., Sonoda, E., Saberi, A., Rajendra, E., Kirk, J., Hunt, T. and Takeda, S.
  • Journal Title: J Cell Biol 178 Pages: 257-268
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histone H1 variant, HIR is involved in DNA damage response. (2007)
  • Author(s): Hashimoto, H., Sonoda, E., Takami, Y., Kimura, H., Nakayama, T., Tachibana, M., Takeda, S. and Shinkai, Y.
  • Journal Title: DNA Repair 6 Pages: 1584-1595
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ユビキチン結合酵素UBC13の2重鎖切断修復における役割 (2007)
  • Author(s): 園田 英一朗
  • Organizer: 日本放射線影響学会
  • Place of Presentation: 千葉幕張
  • Year and Date: 2007-11-16