DNA修復と組換えのクロストーク:エンドジョイニングを介する二つの機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10480189
• Research Institution: Kitasato Institute
• Principal Investigator: 池田 日出男 社団法人 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)
• Keywords: DNAエンドジョイニング / DNA修復 / 組換え / DNAジャイレース / UvrABヘリカーゼ / RecQヘリカーゼ / コヘーシン / Rhc21

Research Abstract

大腸菌とファージDNAとの間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った。この研究の結果、エンドジョイニングは相同配列の要求性によって二つの種類に分類されることが分かった。即ち、環境のストレスによって誘導される組換えでは短い相同性が要求されるのに対し、DNAジャイレースによって誘導される組換えでは相同配列の要求性を全く示さない。DNAジャイレースによる組換えは、通常、DNA結合蛋白質HUによって抑制されているが、HUが欠損したりジャイレースの一部に変異が入ると抑制が外れて組換えが誘導されることが分かった。一方、環境ストレスによって誘導される非相同的組換えについては、ヌクレオチド除去修復に関与するUvrABヘリカーゼ機能が非相同的組換えを抑制するという機構を見いだした。さらに、nvrAB遺伝子とrecQ遺伝子(非相同的組換えを抑制するヘリカーゼとして知られる)の変異の影響が相乗的なので、両者が分担してエンドジョイニングを抑制し、染色体の安定化に寄与していることが分かった。次に、出芽酵母RHC21/SCC1/MCD1遺伝子がコードするコヘーシンは、S期に複製した姉妹染色分体どうしをM期中期までつなぎ止めておくことで未成熟な染色体分配を抑制し、正常な体細胞分裂の進行に寄与する蛋白質である。コヘーシンの減数分裂過程における機能を、rhc21変異体を用いて検討した。その結果、rhc21変異体では、胞子形成率の低下や胞子の生存率の低下が認められ、体細胞分裂期の染色体分配に加えて、減数分裂にも重要な機能を持つことが示唆された。さらに、rch21変異株の温度感受性を回復するマルチコピーサプレッサーを単離・解析した結果、Rhc21pは、体細胞分裂期においてAPC、CDKに関わる因子によって正に、PKA経路によって負に制御されていることが分かった。

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 that 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.,Sofuni 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 col : the SbcB3'-5' exonuclease suppresses illegitimate recombination promoted by the RecE5'-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).