二重鎖切断修復に働く新規発がん防御因子の探索とその機能・構造解析

• Project/Area Number: 20012049
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 胡桃坂 仁志 Waseda University, 理工学術院, 教授 (80300870)
• Project Period (FY): 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥5,400,000 (Direct Cost: ¥5,400,000); Fiscal Year 2008: ¥5,400,000 (Direct Cost: ¥5,400,000)
• Keywords: DNA修復 / 相同組換え / RAD51 / 二重鎖切断修復 / 抗がん剤 / GEMIN2 / EVL / PSF

Research Abstract

二重鎖DNA切断は、環境中および生体内の要因によって日常的に引き起こされるが、相同組換え経路によって正確に修復される。このDNA修復経路の破綻は、高頻度の染色体異常を引き起こすことが知られており、その結果、発がん原因となることが知られている。ヒトにおける相同組換え修復の中心酵素はRAD51であり、RAD51と機能的および物理的に相互作用する因子群が、これまでに10種類以上解析されているが、正確かつ迅速に二重鎖切断を修復するためには、これらのRAD51相互作用因子群のみでは十分ではない。そこで本研究では、相同組換え修復に関わる新規タンパク質因子を同定し、その機能・構造解析を通して、発がん防御に重要な相同組換えによる二重鎖切断修復の分子機構を明らかにすることを目的とする。まず、ヒトRAD51の機能解析を生化学的におこない、その反応機構の理解を深めた。そして当研究室においてすでに同定されている、新規RAD51結合タンパク質であるGEMIN2、PSFおよびEVLの機能解析を、生化学的手法を用いて行った。その結果、これらの因子はいずれもRAD51の試験管内でのDNA組換え活性を上昇させる新規の因子であることが明らかになった。また、さらなるRAD51結合因子を同定するために、two-hybrid法およびプロテオミクス法によるスクリーニングを行った。これらの解析を通して、相同組換え修復経路における、いまだ未同定の反応素過程の一旦を明らかにすることができた。さらに、RAD51のDNA組換え反応に影響を与える低分子化合物を、化学療法基盤情報支援班より供給された「標準阻害剤キット」により行い、DIDSがRAD51の相同組換え活性を阻害することを見いだした。このことは、RAD51の活性亢進によるがん細胞での染色体異常をコントロールする薬剤の開発に重要な知見を与える。

Research Products

• [Journal Article] Structural analysis of the human Rad51 protein-DNA complex filament by tryptophan fluorescence scaning anaysis : transmission of allosteric effects between ATP binding and DNA binding (2008)
  • Author(s): Renodon-Corniere, A., Takizawa, Y., Conilleau, S., Tran, V Iwai, S., Kurumizaka, H., Takahashi, M.
  • Journal Title: Jounal of Molecular Biology 383 Pages: 575-578
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biochemical analysis of the N-terminal domain of human RAD54B (2008)
  • Author(s): Sarai,N., Kagawa, W., Fujikawa, N., Saito, K., Hikiba, J., Tanaka, K., Miyagawa, K., Kurumizaka, H., Yokoyama, S.
  • Journal Title: Nucleic Acids Research 36 Pages: 5441-5450
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of a second DNA binding site in the human Rad52 protein (2008)
  • Author(s): Kagawa, W., Kagawa, A., Saito, K., Ikawa, S., Shibata, T., Kurumizaka, H., Yokoyama, S.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 283 Pages: 24264-24273
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The functional differences between HsRad51 and its isoform (2008)
  • Author(s): Ishida, T., Takizawa, Y., Sakane, I., Kurumizaka, H.
  • Organizer: 33^<rd> FEBS congress & 11^<th> IUBMB conference
  • Place of Presentation: アテネ、ギリシャ
• [Presentation] The human PSF protein is a novel Rad51-interacting protein (2008)
  • Author(s): Morozumi,Y., Takizawa,Y., Kurumizaka, H.
  • Organizer: 33^<rd> FEBS congress & 11^<th> IUBMB conference
  • Place of Presentation: アテネ、ギリシャ
• [Presentation] Identification of a novel Rad51B-interacting protein (2008)
  • Author(s): Takaku, M., Takizawa, Y., Nakayama, S., Machida, S., Kurumizaka, H.
  • Organizer: 33^<rd> FEBS congress & 11^<th> IUBMB conference
  • Place of Presentation: アテネ、ギリシャ
• [Presentation] Identification and biochemical analysis of the novel Rad51-binding protein (2008)
  • Author(s): Takizawa, Y., Takaku, M., Tada, S., Morozumi, Y., Ishida, T., Kurumizaka, H.
  • Organizer: 33^<rd> FEBS congress & 11^<th> IUBMB conference
  • Place of Presentation: アテネ、ギリシャ
• [Presentation] Identification of the chemical compounds that regulate the recombinase activity of the human RAD51 protein (2008)
  • Author(s): Ishida, T., Takizawa, Y., Kurumizaka, H.
  • Organizer: Second JCA-AACR Special Joint Conference : The Latest Advances in Breast Cancer Research From Basic Science to Therapeutics
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台、兵庫
• [Presentation] Biochemical study of a novel RAD51B-interacting protein, EVL (Ena/Vasp-like) (2008)
  • Author(s): Takaku, M., Hosoya, N., Takizawa, Y., Nakayama, S., Machida, S., Ikawa, S., Shibata, T., Mivagawa, K., Kurumizaka, H.
  • Organizer: Second JCA-AACR Special Joint Conference : The Latest Advances in Breast Cancer Research From Basic Science to Therapeutics
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台、兵庫
• [Presentation] 新規RAD51B相互作用タンパク質EVLの相同組換えにおける機能 (2008)
  • Author(s): 高久誉大、細谷紀子、滝沢由政、町田晋一、井川粛子、柴田武彦、宮川清、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸、兵庫
• [Presentation] Fanconi貧血相補性群D2原因遺伝子、EANCD2の生化学的解析 (2008)
  • Author(s): 佐藤浩一、木村宏、越阪部晃永、立和名博昭、滝沢由政、北尾洋之、小布施力史、高田穣、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸、兵庫
• [Presentation] ヒトGEMIN2とRAD51の相互作用 (2008)
  • Author(s): 滝沢由政、高久誉大、石田恭子、両角佑一、多田晋吾、柴田武彦、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸、兵庫
• [Presentation] 新規ヒトRAD51相互作用タンパク質PSFの生化学的解析 (2008)
  • Author(s): 両角佑一、滝沢由政、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸、兵庫
• [Presentation] 相同組換え修復タンパク質RAD51Bと相互作用するEVLの相同組換えにおける機能 (2008)
  • Author(s): 町田晋一、高久誉大、滝沢由政、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸、兵庫
• [Presentation] 低分子化合物によるRAD51鎖交換活性の制御 (2008)
  • Author(s): 石田恭子、滝沢由政、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸、兵庫
• [Presentation] DNA修復タンパク質RAD52の変異体の機能解析 (2008)
  • Author(s): 齋藤健吾、香川亘、横山茂之、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸、兵庫
• [Presentation] RAD54BN末端ドメインのDNA分岐構造結合基質特異性の解析 (2008)
  • Author(s): 香川亘、皿井直敬、藤川乃り映、齋藤健吾、田中耕三、宮川清、胡桃坂仁志、横山茂之
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸、兵庫