非相同的組換えとDNAの二本鎖切断の修復

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09269205
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 池田 日出男 東京大学, 医科学研究所, 教授 (10012775)
• Keywords: 染色体異常 / 組換え / 修復 / DNAジャイレース / Ku抗原 / サイレンシング因子 / ウェルナ-症候群 / ブルーム症候群

Research Abstract

染色体異常は、癌や遺伝子疾患の原因として重要であるが、その原因である非相同的組換えの機構については殆ど明らかにされていない。我々は、大腸菌と酵母を用いて非相同的組換えの機構を遺伝学的に解析した。(1)我々は、大腸菌のヒストン様蛋白質であるHUの欠損変異株においてDNAジャイレースに依存する非相同的組換えが自然に誘発されることを見いだした。HUは、ジャイレースが正常な働きをするのを助けていると考えられる。(2)紫外線などによるDNAの損傷によって誘導される非相同的組換えの機構を解析し、RecJエキソヌクレアーゼ、RecQヘリカーゼ、除去修復に働くUvrAたんぱく質などが非相同的組換えに関与していることを明らかにした。(3)出芽酵母のKu抗原ホモログ(Hdf1)の非相同的組換えにおける機能を調べるために、two hybrid systemを用いてHdf1と相互作用する因子の同定を行い、サイレンシング因子Sir4がHdf1と相互作用することを明らかにした。さらに、Sir2、Sir3、Sir4かﾞDNAのヘテロクロマチン化をへてDNAのエンドジョイニングに働くことを明らかにした。さらに、DNAのエンドジョイニングを介して組換えと修復に働くことを明らかにした。(4)ブルーム症候群、ウェルナ-症候群原因遺伝子(BLM,WRN)を出芽酵母の中で発現させ、出芽酵母のこれらの原因遺伝子のホモログであり、RecQホモログでもあるSGS1遺伝子の変異を相補できるかどうかを調べたところ、両遺伝子はともにSGS1遺伝子の組換え抑制機能の欠損を相補できることがわかった。このことは、BLMとWRNの組換え機能の欠損が、ヒトのブルーム症候群、ウェルナ-症候群の細胞で見られる染色体の不安定性の原因であることを示唆している。

Research Products

• [Publications] Shimizu,H.: "Short-homology-independent illegitimate recobination in Escherichia coli:Distinct mechanism from short-homology-dependent illegitimate recombination." J.Mol.Biol.266. 297-305 (1997)
• [Publications] Shobuike,T.: "Cloning and characterization ofmouse Dhm2 cDNA,a functional homolog of budding yeast SEP1." Gene. 191. 161-166 (1997)
• [Publications] Hanada,K.: "RecQ DNA helicase is a suppressor of illegitimate recombination in Escherichia coli." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 3860-3865 (1997)
• [Publications] Tsukamoto,Y.: "Budding yeast Rad50,Mre11,Xrs2,and Hdf1,but not Rad52,are involved in formation of deletion on a dicentric plasmid." Mol.Gen.Genet.255. 543-547 (1997)
• [Publications] Shanado,Y.: "Fis is required for illegitimate recombination during formation of λbio transducing phage" J.Bacteriol.179. 4239-4245 (1997)
• [Publications] Tsukamoto,Y.: "Silencing factors participate in DNA repair and recombination in S.cerevisiae." Nature. 388. 900-903 (1997)
• [Publications] Heo,S.-J.: "Budding yeast RHC21 gene,a homologue of fission yeast rad21^+ gene,is essential for chromosome segregation." Mol.Gen.Genet.(in press.).
• [Publications] Tatebayashi,K.: "Isolation of a Schizosaccharomyces pombe rad21ts muatnt which is aberrant in chromosome segregation,microtubule function,DNA repair and DNA replication:possible involvement of Rad21 in ubiquitin-mediated proteolysis." Genetics. (in press.).
• [Publications] Tsukamoto,Y.: "Double-strand break repair mediated by DNA end-joining." Genes Cells. (in press.).