DNAのエンドジョイニングによる組換えの機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10216201
• Research Institution: Kitasato Institute
• Principal Investigator: 池田 日出男 (社)北里研究所, 基礎研究所, 部長 (10012775)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 助手 (50272498) ; 林 正彦 北里研究所, 基礎研究所, 室長 (20164965)
• Keywords: DNAエンドジョイニング / 修復 / 組換え / RecEエキソヌクレアーゼ / サイレンシング因子 / Ku蛋白質 / DNAヘリケース / 老化

Research Abstract

大腸菌とファージDNAとの間での組換えを検出する系を用いて、エンドジョイニングに関与する因子の探索を行い、RecEというエキソヌクレアーゼが3'-突出末端を持つDNAを作り、エンドジョイニングに働くことが分かった。これに続くDNAのアニーリングの過程で、紫外線の損傷の修復に働くUvrABが、そのヘリケース機能によってエンドジョイニングを抑制していることが推測された。さらに、uvr遺伝子とrecQ遺伝子(非相同的組換えを抑制するヘリケースとして知られる)との間には相乗効果が認められので、uvr遺伝子とrecQ遺伝子がエンドジョイニングの制御機構に重要な役割を果たしていることが分かった。次に、出芽酵母を用いた解析から、減数分裂の相同的組換えに関与するRad50,Mre11,Xrs2、二本鎖切断修復やV(D)J組換えに関与しているKu抗原のホモログHdf1、染色体のサイレンシングに関与するSir2、Sir3及びSir4が、エンドジョイニングの機構を通して非相同的組換えや修復に関与していることを明らかにしてきた。この系を用いて高発がん性を示すブルーム症候群(BLM)や若年老化を起こすウエルナー症候群(WRN)の原因遺伝子の機能を調べるために、SGS1遺伝子のかわりにBLM或いはWRN遺伝子を組み込んだ酵母株において組換えの解析を行った。その結果、BLM及びWRNヘリケースは酵母細胞において相同組換えを介して非相同組換えを抑制する機能を持つことを示した。さらに、BLM遺伝子を組み込んだ酵母株においてはsgs1変異株で見られた若年老化の症状をBLM遺伝子が抑制することから、ヒトBLM遺伝子は老化を抑制する機能を持つことを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Onda, M., Hanada, K., Kawachi, H. and Ikeda, H.: "Escherichia coli MutM suppresses illegitimate recombination induced by oxidative stress"Genetics. 151. 439-446 (1999)
• [Publications] Ashizawa, Y., Yokochi, T., Ogata, Y., Shobuike, Y., Kato, J., and Ikeda, H.: "Mechanism of DNA gyrase-mediated illegitimate recombination : Characterization of Escherichia coli gyrA mutations the confer hyperrecombination phenotype"J. Mol. Biol.. 289. 447-458 (1999)
• [Publications] Heo, S.-J.,Tatebayashi, K. and Ikeda, H.: "The budding yeast cohesin gene SCC1/MCD1/RHC21 genetically interacts with PKA, CDK and APC"Curr. Genet.. 36. 329-338 (1999)
• [Publications] Yamashita, T., Hanada, K., Iwasaki, M., Yamaguchi, H. and Ikeda, H.: "Illegitimate recombination induced by overproduction of DnaB helicase in Eschierichia coli"J. Bacteriol.. 181. 4549-4553 (1999)
• [Publications] Nohmi, T., Suzuki, M., Masumura, K., Yamada, M., Matsui, K., Ueda, O., Suzuki, H., Katoh, M., Ikeda, H., Sofumi, T.: "Spi(-) selection : An efficient method to detect gamma-ray-induced deletions in transgenic mice"Environ. Mol. Mutagen. 34. 9-15 (1999)
• [Publications] Heo, S.-J., Tatebayashi, K. Ohsugi, I., Shimamoto, A., Furuichi, Y.and Ikeda, H.: "Bloom's syndrome gene suppresses premature aging caused by Sgs1 deficiency in yeast"Genes Cells. 4. 619-625 (1999)
• [Publications] Yamaguchi, H., Hanada, K., Asami, Y., Kato, J. and Ikeda, H.: "Control of genetic stability in Escherichia coli : the SbcB 3'-5' exonuclease suppresses illegitimate recombination promoted by the RecE 5'-3' exonuclease"Genes Cells. 5. 101-109 (2000)
• [Publications] Kang, S.-W. and Ikeda, H.: "Werner syndrome : Implications for aging and cancer. RN homologues in non-human systems"GANN MONOGRAPH ON CANCER RESEARCH.. (印刷中).
• [Publications] Fukami, A., Taniguchi, Y., Nakamura, T., Rho, M. C., Kawaguchi, K., Hayashi, M., Kohiyama, K., and Omura, S.: "New members of macrosphelides from Microsphaeropsis sp. Fo-5050IV"J. Antibiot. (Tokyo). 52. 501-504 (1999)
• [Publications] Rho, M. C., Toyoshima, M., Hayashi, M., Kayano, T., Subramaniam, G., Kam, T. S., and Kohiyama, K.: "Reversal of multidrug resistance by kopsiflorine isolated from Kopsia dasyrachis"Planta Med.. 65. 307-310 (1999)
• [Publications] Inokoshi, J., Katagiri, M., Arima, S., Tanaka, H., Hayashi, M., Kim, Y. B., Furumai, R., Yoshida, M., Horinouchi, S., and Omura, S.: "Neuronal differenciation of Neuro 2a cells by inhibitors of cell cycle progression, trichostain A and butyrolactone 1"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 256. 372-376 (1999)
• [Publications] Komano, Y., Zhang, H.-P., Hiraide, H., Kotake, A., Hashima, H., Kizu, H., Komiyama, K., Hayashi, M., and Pettit, G. R.: "Lutamide A-C, three new b-phenylethylamine alkaloids from marine Bryozoa Ama thia convoluta"Chemistry Letters,. (印刷中).