2003 Fiscal Year Annual Research Report
個体の高次生命機能の発達/分化におけるDNA損傷修復機能に関する研究
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15390323
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
水谷 修紀 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (60126175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
峯岸 克行 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (10343154)
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| Keywords | ATM / Artemis / DNA-PK / MRN complex / MLL / 乳児白血病 / TopoIIインヒビター |
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| Research Abstract |
ArtemisがDNA二重鎖切断に際してリン酸化を受けることを発見し、そのメカニズムの解析を行った.このリン酸化の経路を解明するために、DNAPK欠損細胞、ATM欠損細胞、Chk2欠損細胞などの各種細胞パネルを用い、リン酸化の有無を解析した。その結果、予想に反してDNA-PKにもChk2にも依存性はなく、完全にATM依存性であることが判明した。このことはATM欠損細胞にATM発現ベクターを導入することによってartemisのリン酸化が回復することによって裏付けられた。さらに、この発見の重要性に基づいて、ATM下流においてDNA損傷シグナルの伝達とともに増幅に関わると考えられるMre11/Nbs1/Rad50(MRN)との複合体形成の有無を解析した。その結果DNA二重鎖切断に伴ってArtemisがリン酸化を受けると共に、MRN複合体との複合体形成が進むことが明らかになった。このことからArtemisは従来考えられていたDNA-PKによるリン酸化とそれによる抗原受容体のVDJ再構成に重要な役割を果たすのみならず、DNA二重鎖切断修復に重要な機能を果たす分子であること、またそれに際してATM依存性経路が重要であることが明らかになった(現在JEM誌投稿中)。
乳児白血病患者においてMLL遺伝子異常の頻度が高く、この現象がTopoisomerase IIαインヒビターによって引き起こされる二次性白血病でも認められることと、過去の研究においてAT患者細胞がTopo IIインヒビターに高感受性を示すことから乳児白血病患者におけるATM異常の関与を疑い、遺伝子の解析を行い、1例でミスセンス変異を認め、このミスセンス変異が正常ATMの機能を抑制するドミナントネガティブ効果もつことを見いだした。ATMは細胞周期チェックポイントの重要な分子であることから、G2/M期、ならびにスピンドルチェックポイントとMLL遺伝子の切断の関係をMLLの5'側、3'側をプローブとしたFISH法により解析した。その結果、正常細胞ではTopoIIインヒビターによってMLL遺伝子の切断とcleavable complex形成がおこるが、細胞周期はM期をこえず、MLL遺伝子の切断端の位置が変化することはないが、ATM欠損細胞ではM期からG1期へ進行する細胞集団が存在すること、さらにG1期へ進行した細胞において染色体のダイナミックな変化がおこり、MLLの切断端の位置か大きく変化することを発見した。このことはTopoIIインヒビターによるDNA二重鎖切断の修復と細胞周期チェックポイントの正しい制御が染色体異常の進展を防ぐ重要な要因であることを物語っている。
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[Publications] Delia D, Mizutani S., et al.: "DNA damage-induced cell-cycle phase regulation of p53 and p21 waf1 in normal and ATM-defective cells"Oncogene. 22. 7866-7869 (2003)
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[Publications] Oguchi K, Mizutani S., et al.: "Missense mutation and defective function of ATM in a childhood acute leukemia patient with MLL gene rearrangement."Blood. 101. 3622-3627 (2003)
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[Publications] Takagi M, Mizutani S., et al.: "Identification and characterization of polymorphic variations of the ataxia telangiectasia mutated (ATM) gene in childhood Hodgkin disease"Blood. 103. 283-290 (2004)
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[Publications] Nagasawa M, Mizutani S., et al.: "Coagulopathy in a patient with X-linked hyper-IgM syndrome who developed Kaposi's sarcoma."Am J Hematol.. 75. 116-117 (2004)
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[Publications] Imai K., Mizutani S., et al.: "Clinical course of patients with WASP gene mutations."Blood. 103. 456-464 (2004)
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[Publications] Imai M, Mizutani S., et al.: "Coordinated regulation of the promoter and enhancer regions of human CD23 gene by signal through IL-4R and CD40, and the role of Ku70/80 in the enhancer activity."J Med Dent Sci.. 50. 155-165 (2004)
