発がんシグナルが誘導するＤＮＡ複製異常におけるＹ－ｆａｍｉｌｙポリメラーゼの役割

• Project Area: Coupling of replication, repair and transcription, and their common mechanism of chromatin remodeling
• Project/Area Number: 23131503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 山下 孝之 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (10166671)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000); Fiscal Year 2012: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2011: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 発がん遺伝子 / 突然変異 / DNA複製 / Yファミリー・ポリメラーゼ / DNA再複製 / Y-family polymerase / 発がん / ゲノム不安定化 / DNA複製ストレス / 前がん病変 / geminin

Outline of Annual Research Achievements

活性化がん遺伝子による異常なDNA複製は、発がん過程を促進するゲノム不安定性の主な原因として注目を集めている。このようなDNA複製は二重鎖切断を生じ、その組換え修復のエラーを介して、遺伝子の欠損、増幅、再構成などを引き起こすと考えられる。一方、発がんに関連するゲノムの変化には点突然変異が大きな役割を果たしているが、がん発生の過程で変異率の上昇する可能性やその仕組みは十分明らかではない。Yファミリー・ポリメラーゼ(Y-Pol)は忠実度の低いDNA複製酵素であり、損傷乗越えDNA合成への関与はよく知られているが、それ他の高次構造を取るDNAの複製への関与が報告されている。私達はヒト細胞にがん遺伝子サイクリンEを過剰発現すると、DNA再複製にともないreplisomeにY-PolのひとつであるPol-etaが動員されることを見出した。ヒト細胞U2OSにおいてgemininをノックダウンし、G2期停止からDNA再複製による高倍数体が出現するモデル系を用いて、Pol-etaの働きを追究した。本細胞において、DNA再複製している細胞に特異的にreplisomeへのPol-etaの動員が見られた。また、DNA再複製による新規合成DNA鎖にPol-etaが結合することが生化学的手法によっても確認された。さらに、RNAiによるPol-etaの発現抑制は、S期のDNA合成には影響しないが、再複製におけるDNA合成速度を有意に抑制することが明らかになった。これらの結果は、DNA再複製にPol-etaが関与することを示す。また、私達はPol-kappaやREV1も同様に再複製に関与することを示唆するデータを得ている。したがって、活性化がん遺伝子が引き起こすDNA再複製はY-Polの動員することが強く示唆され、このメカニズムが点突然変異の発生率を亢進させる可能性が考えられる。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Translesion DNA synthesis and Hsp90 (2012)
  • Author(s): Takayuki Yamashita
  • Journal Title: Genes and Environment Volume: 34 Pages: 89-93
  • NAID: 10030311653
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Matched sibling donor stem cell transplantation for Fanconi anemia patients with T-cell somatic mosaicism (2012)
  • Author(s): Yabe M, Shimizu T, Morimoto T, Koike T, Takakura H, Tsukamoto H, Muroi K, Oshima K, Asami K, Takata M, Yamashita T, Kato S, Yabe H
  • Journal Title: Pediatric Transplant Volume: (印刷中) Issue: 4 Pages: 340-345
  • DOI: 10.1111/j.1399-3046.2012.01669.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular chaperone Hsp90 regulates REV1-mediated mutagenesis. (2011)
  • Author(s): Pozo FM
  • Journal Title: Mol Cell Biol Volume: 31 Issue: 16 Pages: 3396-3409
  • DOI: 10.1128/mcb.05117-11
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of the MDM2-P53 pathway and tumor growth by PICT1 via nucleolar RPL11 (2011)
  • Author(s): Sasaki M, Yamashita T, et al
  • Journal Title: Nature Med Volume: 17 Pages: 944-951
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Inhibition of TNF-α Promoter Activity by Fanconi Anemia Prote in FANCD2 (2011)
  • Author(s): Nobuko Matsushita, Yujiro Endo, Koichi Sato, Hitoshi Kurumizaka, Takayuki Yamashita, Minoru Takata, Shigeru Yanagi
  • Journal Title: PLoS One Volume: 6(電子媒体による発表) Issue: 8 Pages: e23324-e23324
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0023324
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Y-family DNAポリメラーゼは、発がんシグナルが誘導するDNA再複製に関与する (2012)
  • Author(s): 関本隆志
  • Organizer: 第３５回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-11
• [Presentation] 熱ショック応答転写因子Heat shock factor 1 (HSF1)の抑制によるp53依存性細胞老化にはDHRS2の発現誘導が重要である (2012)
  • Author(s): 小田 司
  • Organizer: 第３５回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-11
• [Presentation] Polymerase-eta is involved in oncogene-induced DNA re-replication and DNA damage responses (2012)
  • Author(s): 関本隆志
  • Organizer: 第７１回 日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] Y-family DNAポリメラーゼによる損傷乗り越えDNA合成は、cyclin E過剰発現によるDNA複製ストレス応答に関与する (2011)
  • Author(s): 関本隆志、山下孝之, ら
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2011-12-15
• [Remarks] 群馬大学生体調節研究所・遺伝子情報分野ホームページ
  • URL: http://www.imcr.gunma-u.ac.jp/lab/molgen/
• [Remarks]
  • URL: http://www.imcr.gunma-u.ac.jp/lab/molgen/