2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12213082
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Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
真木 寿治 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (20199649)
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| Keywords | ミューテーター / DNA複製 / 修復 / ノックアウトマウス / 大腸菌 / DNAポリメラーゼ / 校正機能 / フレームシフト |
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| Research Abstract |
ミスマッチ修復機構の研究などから、細胞のがん化におけるDNA複製エラー特異的な修復機構の重要性は広く受け入れられるようになってきたが、複製エラーの修復はそれ以外にも複製装置に内蔵されている校正機能やヌクレオチド除去修復の関与が知られている。本研究課題では、校正機能、ヌクレオチド除去修復、およびミスマッチ修復などからなる協調的な突然変異抑制メカニズムの総合的な理解を得るために、これらの修復能が単独あるいは二重、三重に欠損した細胞およびマウス個体を作成して突然変異や発癌の発生状況を精査する計画である。このことにより、それぞれの修復機構の変異抑制効率や修復特異性、異なる修復経路の相互関係の解明を目指す。
本年度では、複製エラーおよびそれに起因する突然変異の特徴を明らかにし、複製エラーの発生と抑制に関する分子機構を解明する目的で、大腸菌のミスマッチ修復欠損変異株および野生株で生じる自然突然変異を多数分離し、塩基配列レベルでの体系的な解析を行った。また、マウス個体についても同様の予備的な解析を行った。その結果、以下のことが明らかになった。1)最も高頻度に生じる複製エラーは一塩基フレームシフトを引き起こすスリッページエラーであり、同じ塩基の繰り返し配列に強く局在する。2)塩基置換を引き起こすミスペアの大部分はトランジション型であり、配列依存性は低く比較的ランダムに発生する。3)スリッページエラーおよびミスペアに加えて、複製エラーの新規な種類として鋳型スイッチエラーが見出され、配列置換のみならず単純繰り返し配列以外での一塩基フレームシフトや塩基置換の一部を引き起こす重要な原因となっている。4)ミスマッチ修復は極めて高い効率で上記の複製エラーを修正するが、鋳型スイッチエラーについては効率が極めて低い場合もある。5)以上の結論はマウス個体で発生する複製エラーにもほぼ適用できる。
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[Publications] Yoshiyama,K.: "Directionality of DNA replication fork movement strongly affects the generation of spontaneous mutations in Escherichia coli."J.Mol.Biol.. (印刷中). (2001)
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[Publications] Hiraoka,M.: "Spontaneous loss of heterozygosity in diploid Saccharomyces cerevisiae cells."Genetics. 156. 1531-1548 (2000)
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[Publications] Kamiya,H.: "Two DNA polymerases of Escherichia coli display distinct misinsertion specificities for 2-Hydroxy-dATP during DNA synthesis."Biochemistry. 39. 9508-9513 (2000)
