環境破壊によって増大する発がんリスクとその分子メカニズム

• Project/Area Number: 20012030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 菱田 卓 大阪大学, 微生物病研究所, 准教授 (60335388)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥11,000,000 (Direct Cost: ¥11,000,000); Fiscal Year 2009: ¥5,500,000 (Direct Cost: ¥5,500,000); Fiscal Year 2008: ¥5,500,000 (Direct Cost: ¥5,500,000)
• Keywords: DNA損傷トレランス / DNA相同組換え / DNA複製 / 酵母 / ユビキチン / 紫外線 / DNA修復 / 突然変異

Research Abstract

紫外線はDNA塩基損傷を引き起こす主要な環境要因であり、細胞死や突然変異などのゲノム不安定性増大の原因となることが知られている。紫外線によって傷ついたDNAは、主にヌクレオチド除去修復機構(NER)によって取り除かれる。酵母のNER欠損株は、高線量のUVを短時間で照射するという従来の手法では致死率が極めて高く、ゲノム安定性について調べることは困難であった。しかしながら、我々が最近開発した環境レベルに近い非常に弱いUVを慢性的に照射する手法(CLUV法)を用いると、NER欠損株は野生型と遜色なく増殖することができるため、ゲノム安定性について調べることが可能となった。そこで、Arginine PermeaseをコードするCAN1遺伝子座における突然変異をカナバニンに対する抵抗性で検出する前進突然変異検出系を用いて変異頻度を測定したところ、突然変異頻度がCLUV照射下において経時的に増大することがわかった。さらに、CAN1遺伝子変異体の変異箇所をシークエンス解析した結果、紫外線によるピリミジンダイマー由来と考えられる突然変異がその大部分を占めており、特にシトシンからチミンへの変異が特異的に増大していることがわかった。ヒトのNER遺伝子に異常のあるXP患者は、通常に比べて太陽光に対して非常に高い感受性を示し、発がん率も1000倍近く高いことが知られている。今回の変異スペクトラムの結果は、ヒトのNER遺伝子に異常のあるXP(色素性乾皮症)患者由来の細胞から得られる突然変異スペクトラムの結果に非常に近いことら、酵母のNER欠損株はCLUV法と組み合わせることで、XP患者の高頻度の発がんメカニズム解明の良いモデル系となることが期待できる。

Research Products

• [Journal Article] Srs2 plays a critical role in reversible G2 arrest upon chronic and lowdoses of UV irradiation via two distinct homologous recombination-dependent mechanisms in postreplication repair deficient cells. (2010)
  • Author(s): Hishida, T., et al.
  • Journal Title: Mol.Cell.Biol. Volume: 30 Pages: 4840-4850
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RAD6-RAD18-RAD5 pathway-dependent tolerance to chronic low-dose UV light. (2009)
  • Author(s): Hishida, T., et al.
  • Volume: 457
  • Pages: 612-615
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PCNA mono-ubiquitination and activation of translesion DNA polymerases by DNA polymerase alpha (2009)
  • Author(s): Suzuki, M, et al.
  • Journal Title: J.Biochem. Volume: 146 Pages: 13-21
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RAD6-RAD18-RAD5 pathway-dependent tolerance to chronic low-dose UV light (2009)
  • Author(s): Hishida, T., et.al.
  • Journal Title: Nature 457 Pages: 612-615
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Essential and distinct roles of the F-box and helicase domains of Fbhl in DNA damage repair (2008)
  • Author(s): Sakaguchi, C., et.al.
  • Journal Title: BMC Mol. Biol. 9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A SUMO-like domain protein, Esc2, is required for genome integrity and sister chromatid cohesion in Saccharomyces cerevisiae (2008)
  • Author(s): Ohya, T., et.al.
  • Journal Title: Genetics 180 Pages: 41-50
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 相同組換えタンパクSrs2によるDNA損傷応答システムの制御機構 (2009)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: 日本分子生物学会・ワークショップ
  • Place of Presentation: 横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] 出芽酵母Esc2のSUMO様ドメインの機能解析 (2009)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: SUMO研究会
  • Place of Presentation: 三田(兵庫県)
  • Year and Date: 2009-11-21
• [Presentation] DNA二重鎖切断修復に関与するRecNの動態解析 (2009)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: 複製・組換え・修復ワークショップ
  • Place of Presentation: 彦根(滋賀県)
  • Year and Date: 2009-11-02
• [Presentation] 環境レベルの紫外線損傷に対するDNA損傷トレランスの役割 (2009)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: 日本遺伝学会・ワークショップ
  • Place of Presentation: 松本(長野県)
  • Year and Date: 2009-09-17
• [Presentation] DNA二重鎖切断に関与するRecNの動態解析 (2009)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: 大腸菌研究会
  • Place of Presentation: 熱海(静岡県)
  • Year and Date: 2009-06-11
• [Presentation] 環境レベルの紫外線損傷に対する細胞の耐性機構 (2009)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: 染色体ワークショップ
  • Place of Presentation: 姫路(兵庫県)
  • Year and Date: 2009-01-26
• [Presentation] The yeast RAD6 pathway-dependent tolerance to chronic low-dose UV light (2008)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: The 6^<th> 3R symposium
  • Place of Presentation: 嬬恋(静岡県)
  • Year and Date: 2008-10-30
• [Presentation] CLUV損傷に対する細胞応答機構 (2008)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: ユビキチン研究会
  • Place of Presentation: 嬬恋(静岡県)
  • Year and Date: 2008-10-06
• [Presentation] Tolerance mechanism to chronic low-dose UV light in yeast (2008)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: Yeat genetics and molecular biology meeting
  • Place of Presentation: トロント(カナダ)
  • Year and Date: 2008-07-26
• [Presentation] The yeast RAD6 pathway suppresses counter productive DNA damage checkpoint activation (2008)
  • Author(s): 菱田卓
  • Organizer: International symposium on Chromosome Dynamics
  • Place of Presentation: 伊勢(三重県)
  • Year and Date: 2008-05-28
• [Book] 実験医学 (2009)
  • Author(s): 菱田卓
  • Total Pages: 4
  • Publisher: 羊土社
• [Book] 染色体サイクル「蛋白質核酸酵素 増刊号」 (2009)
  • Author(s): 菱田卓
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 共立出版
• [Book] 蛋白質核酸酵素 (2009)
  • Author(s): 菱田卓
  • Publisher: 共立出版(in press)
• [Book] 生化学 (2008)
  • Author(s): 菱田卓
  • Total Pages: 3
  • Publisher: 日本生化学学会