2021 Fiscal Year Annual Research Report
DNA2本鎖切断修復制御の中核となるユビキチン依存的DNA損傷応答の解明
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19H04269
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中田 慎一郎 大阪大学, 高等共創研究院, 教授 (70548528)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇井 彩子 東北大学, 加齢医学研究所, 准教授 (00469967)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | DNA修復 / DNA損傷 / 相同組換 / DNA2本鎖切断 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA損傷応答において、ユビキチン化はリン酸化と並び中心的な翻訳後修飾である。その中核を担うのがE3ユビキチンリガーゼRNF8およびRNF168である。この経路は、DNA修復経路の選択に関わると考えられるが、その詳細はまだ明確になっていない。相同組換え（HR）頻度測定のスタンダードであるDR-GFPアッセイにおいて、ノックダウンによりHRが抑制される遺伝子Xを同定した。
遺伝子Xをノックダウンした細胞では、BRCA1のDSBへの局在は減弱した。一方、53BP1のDSBへの局在は増強した。この結果から、遺伝子Xは53BP1のDSB部位への局在を抑制することで、HRを促進すると考えられる。53BP1のHR抑制機構の一つは、HRに必須であるDNA end resection（DNA断端において、3´端の1本鎖DNAを露出させる機構）の抑制である。そこで、遺伝子Xのノックダウンが与える、DNA end resectionへの影響を解析した。遺伝子Xノックダウン細胞では、RPAリン酸化が減弱することが示された。RPAは end resectionにより露出した1本鎖DNAに結合し、その後リン酸化を受ける。このことから、遺伝子XのノックダウンによりDNA end resectionが抑制されることが示唆された。
以上の結果より、遺伝子Xは53BP1のDSBへの局在を抑制することにより、DNA end resectionを促進し、HRによるDNA修復を促進すると考えられた。
HRはDNA1本鎖切断に複製フォークが衝突した際に発生するDNA損傷（one-ended DSB）の修復に必須である。DNA1本鎖切断はPARP阻害剤であるオラパリブにより未修復に保つことが可能である。オラパリブに暴露した増殖期の細胞では、one-ended DSBが蓄積することとなる。HRが機能しない細胞をオラパリブに暴露すると、one-ended DSBが修復できず、致死となる。遺伝子X発現抑制細胞はオラパリブへの暴露により生存率が低下したことから、遺伝子Xはone-ended DSB のHRに重要であることが示された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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