Deubiquitylase USP10 facilitates DNA damage response.

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K06070
• Research Institution: Kanazawa Medical University
• Principal Investigator: 宇谷 公一 金沢医科大学, 医学部, 助教 (60583143)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 樋口 雅也 金沢医科大学, 医学部, 教授 (50334678)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: DNA損傷応答 / 脱ユビキチン化酵素 / NHEJ経路 / HR経路

Outline of Annual Research Achievements

脱ユビキチン化酵素であるUbiquitin Specific Peptidase 10 (USP10)はHTLV-1 の産生する癌遺伝子Taxと結合する因子として同定された。以前、我々はUSP10をノックアウトマウスは、骨髄造血幹細胞が消失することに起因する重度の貧血により１年以内に死亡することを報告した。この表現型を分子レベルで説明するための分子機序を明らかにすることを目的とした。
初年度には、細胞生物学の手法を用いてUSP10欠失細胞ではDNA損傷修復が遷延化しておりゲノム不安定性を呈することを見出した。DNA損傷応答の異常は造血幹細胞の維持に関与していることが報告されている。そこで次年度には、DNA損傷修復経路であるNon-Homologous End Joining (NHEJ) 経路とHomologous Recombination (HR)経路について検討した。その結果、USP10欠失細胞では姉妹染色分体組み替え頻度が抑制されており、HR経路が減弱していることを見出した。そこで、DNA損傷感受性を試験すると、放射線照射やDNA損傷誘導剤への感受性が増加した。一方で、上記したDNA修復異常は、NHEJ経路を制御するDNA-PKcsの阻害やノックダウンによって解消されることを見出した。DNA-PKcsのリン酸化部位の変異体組み替えマウスはUSP10と酷似した表現型を示すという報告がある。そこで本年度は、DNA-PKcsの脱リン酸化酵素であるPPP6Cをノックダウンしたところ、DNA損傷修復能や姉妹染色分体組み替え頻度が正常化した。以上の結果から、USP10はPPP6CによるDNA-PKcsの脱リン酸化により過剰なNHEJ経路活性を抑制しHR経路修復へ誘導することで、ゲノムの安定性に寄与する可能性が示唆された。