2018 Fiscal Year Annual Research Report
DNA修復タンパク質RAD52が引き起こすゲノム不安定性の分子機構
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18J13707
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| Research Institution | Meisei University |
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Principal Investigator |
五月女 美香 明星大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Keywords | がん / 相同組換え / DNA修復 / ミスマッチ塩基対 / タンパク質-核酸相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの正常細胞においてDNA修復ではたらくRAD52を欠損させても表現型は現れない。しかし、がん抑制遺伝子（BRCA1、BRCA2、PALB2）に変異が入った細胞においてRAD52を欠損させると合成致死と呼ばれる細胞死が起こる。このことから、RAD52の機能阻害はがんの選択的排除に有効であると考えられている。がん細胞においてRAD52は、BIR（Break-induced replication）と呼ばれるDNA修復経路に関与することが報告されているが、その詳細な分子機構は未だ不明である。本研究では、RAD52が行うDNA修復の分子機構を明らかにすることで、合成致死を利用した抗がん剤の開発基盤を構築することを目的とした。
RAD52はBIRにおいて相同染色体間でのD-loop形成を触媒することが考えられるため、まずRAD52がミスマッチ塩基対の形成を許容する可能性に着目した。そこで、ミスマッチ塩基対が生じるオリゴDNA同士のアニーリング反応の効率を、RAD52存在下で調べた。その結果、RAD52はミスマッチ塩基対が形成されるアニーリング反応を触媒することがわかった。今後は、プラスミドDNAと単鎖オリゴDNAを基質とした試験管内D-loop形成アッセイ系を構築し、RAD52がD-loop形成反応においてもアニーリング反応と同様に、ミスマッチ塩基対の形成を許容するかを調べる。そして、RAD52が触媒するBIR修復経路の分子機構の解明を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
RAD52が引き起こすゲノム不安定性の分子機構を解明するために、RAD52が触媒するDNA修復反応の構造生物学的・生化学的解析を遂行している。本年度は、RAD52に単鎖DNAが結合した複合体のX線結晶構造解析に成功した。RAD52と単鎖DNAとの相互作用には2種類の結合様式があることを明らかにし、それぞれDNA修復において機能的に重要であることを学術論文にて発表した。この成果は、BIRにおけるRAD52の分子機構を解明する上で重要な知見となっている。
がん細胞では、RAD52依存的なBIRがはたらくとされているが、その理由については不明である。本研究では、RAD52が触媒するアニーリング反応においてミスマッチ塩基対の形成が許容されるのかをin vitroの実験系で調べた。その結果、RAD52が触媒するアニーリング反応においてミスマッチ塩基対の形成が許容され、許容されるミスマッチ塩基対には法則性があることを明らかにした。これらの結果から、RAD52が触媒するDNA修復反応において生じたミスマッチ塩基対が変異として蓄積されることで、がん細胞がゲノム不安定性を獲得している可能性が考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
RAD52によって触媒されるBIRにおいてミスマッチ塩基対の形成が許容されるかどうかをin vitroのD-loop形成反応の実験系を用いて調べる。そのためにRAD52が触媒するD-loop形成反応を解析するための実験系を確立する。確立した実験系を用い、RAD52がミスマッチ塩基対を含むD-loopの形成を触媒するのかについて調べる。さらに、共同研究者である量子科学研究所・放射線医学総合研究所 安田武嗣博士のもとで、これまでのin vitroの実験から明らかになったRAD52の機能を細胞内において検証する。
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[Journal Article] Novel function of HATs and HDACs in homologous recombination through acetylation of human RAD52 at double-strand break sites2018
Author(s)
Yasuda T, Kagawa W, Ogi T, Kato TA, Suzuki T, Dohmae N, Takizawa K, Nakazawa Y, Genet MD, Saotome M, Hama M, Konishi T, Nakajima NI, Hazawa M, Tomita M, Koike M, Noshiro K, Tomiyama K, Obara C, Gotoh T, Ui A, Fujimori A, Nakayama F, Hanaoka F, Sugasawa K, Okayasu R, Jeggo PA, Tajima K.
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Journal Title
PLOS Genetics
Volume: 14
Pages: e1007277
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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