標的組換え効率が高いニワトリBリンパ細胞株、DT40が効率の高い原因の解明

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17390076
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 武田 俊一 京都大学, 医学研究科, 教授 (60188191)
• Keywords: 遺伝学 / 癌 / 細胞・組織 / 放射線 / 老化

Research Abstract

1.相同組み換え機構に関与する新しい分子UBC13を同定し、その作用機序を解明(Mol Cell.Vol.25(5):663-75,2007)
染色体DNA切断は、相同組み換えおよび非相同末端結合によって修復される。この修復反応は、ATMの活性化で開始される。すなわち、X放射線照射によってDNA切断が発生すると、1分以内に切断サイトにおいて様々なタンパク分子が、ATMによってリン酸化される。我々は、リン酸化と平行して、E2ユビキチンリガーゼ、UBC13によるユビキチン化が大規模に開始されることを見出した。このUBC13を人工的に欠損させた細胞では、相同組み換えによるDNA切断修復が全く始まらず、標的組み換えも全く検出できなくなった。
UBC13がユビキチン化する基質の1つは、ピストンH2AXである。しかし標的組み換えにはピストンH2AX以外にも重要な未同定の基質が存在するはずである。今後、その基質を同定することを試みる。
2.2重鎖DNA切断修復において非相同末端結合を抑制し相同組み換えを促進する因子の同定(Mol Cell Biol.2007 in press)
染色体DNA切断は、その発生の仕方によって、相同組み換えと非相同末端結合との、どちらの経路によって修復されるかが決まる。非相同末端結合はX線によって生じた切断を優先的に修復する。一方、複製時に発生したDNA切断は、ほぼ100%相同組み換えによって修復される。本研究によって、Rad18(E3ユビキチンリガーゼ)とPoly[ADP ribose]polymeraseとが、非相同末端結合を抑制することによって間接的に相同組み換えを促進することを解明した。これらの遺伝子破壊株では、標的組み換え効率も低下していた。

Research Products

• [Journal Article] Cooperative Roles of Vertebrate Fbh1 and Blm DNA Helicases in Avoidance of Crossovers during Recombination Initiated by Replication Fork Collapse. (2007)
  • Author(s): Kohzaki M, Hatanaka A, Sonoda E, Yamazoe M, Kikuchi K, Trung NV, Szuts D, Sale JE, Shinagawa H, Watanabe M, Takeda S
  • Journal Title: Mol Cell Biol 27 Pages: 2812-2820
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] A critical role for the ubiquitin-conjugating enzyme Ubc13 in initiating homologuous recombination. (2007)
  • Author(s): Zhao GY, Sonoda E, Barber LJ, Oka H, Murakawa Y, Yamada K, Ikura T, Wang X, Kobayashi M, Yamamoto K, Boulton SJ, Takeda S
  • Journal Title: Mol Cell 25 Pages: 663-675
• [Journal Article] RAD18 and poly[ADP ribose]polymerase independently suppress the access of nonhomologous end joining to double strand breaks and facilitate homologous recombination mediated repair. (2007)
  • Author(s): Saberl A, Hochegger H, Szuts D, Lan L, Yasul A, Sale JE, Taniguchi Y, Murakawa Y, Hua W, Yokomori K, Helleday T, Teraoka H, Arakawa H, Buerstedde JM, Takeda S
  • Journal Title: Mol Cell Biol 27 Pages: 2562-2571
• [Journal Article] Genetic dissection of vertebrate 53BP1 : a major role in non-homologous end joining of DNA double strand breaks. (2006)
  • Author(s): Nakamura K, Sakai W, Kawamoto T, Bree RT, Lowndes NF, Takeda S, Taniguchi Y
  • Journal Title: DNA Repair (Amst) 5 Pages: 741-749
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] REV1 Protein Interacts with PCNA : Significance of the REV1 BRCT Domain In Vitro and In Vivo. (2006)
  • Author(s): Guo C, Sonoda E, Tang TS, Parker JL, Bielen AB, Takeda S, Ulrich HD, Friedberg EC
  • Journal Title: Mol Cell 23 Pages: 265-271
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] Differential usage of non-homologous end-joining and homologous recombination in double strand break repair. (2006)
  • Author(s): Sonoda E, Hochegger H, Saberi A, Taniguchi Y, Takeda S
  • Journal Title: DNA Repair (Amst) 5 Pages: 1021-1029
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] Ubiquitin-Binding Motifs in REV1 Protein Are Required For Its Role in the Tolerance of DNA Damage. (2006)
  • Author(s): Guo C, Tang TS, Blenko M, Parker JL, Bielen AB, Sonoda E, Takeda S, Ulrich HD, Dikic I, Friedberg EC
  • Journal Title: Mol Cell Biol 26 Pages: 8892-8900
• [Journal Article] Vertebrate POLQ and POL β cooperate in Base Excision Repair of Oxidative DNA Damage. Mol Cell. 24 : 115-25 (2006)
  • Author(s): Yoshimura A, Kohzakl M, Nakamura J, Asagoshi K, Sonoda E, Hou E, Prasad R, Wilson SH, Tano K, Yasul A, Lan L, Sekl M, Wood RD, Arakawa H, Buerstedde JM, Hochegger H, Okada T, Hiraoka M, Takeda S
  • Journal Title: Mol Cell 24 Pages: 115-125