ニワトリ細胞株DT40の遺伝子破壊による、DNA損傷への応答機構の網羅的解析

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20241012
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 武田 俊一 京都大学, 医学研究科, 教授 (60188191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 茂木 章 京都大学, 医学研究科, 助教 (80452332)
• Keywords: DNA組み換え / 標的組み換え / 遺伝子治療 / DT40 / ニワトリBリンパ細胞

Research Abstract

(1)RAP80の機能解析
RAP80は、腫瘍抑制遺伝子、BRCA1と直接に結合する。このBRCA1-RAP80複合体の機能は不明であった。この機能をRAP80遺伝子破壊細胞を作出することにより解析した。そしてBRCA1-RAP80複合体は、DNA切断5'端から化学修飾を除去するのに必要なことを証明した。成果は、我々の教室の院生と准教授とが論文発表した(論文1)。
(2)相同組換えに関与するDNAポリメラーゼの同定-1
相同組換えは、必ずDNA合成のステップを伴う。このステップに、どのDNAポリメラーゼが関与するかは必ずしも明らかでなかった。我々は、Polη/Polν/Polθの3重欠損株をニワトリBリンパ細胞株(DT40)から作製し、相同組換えによる抗体V遺伝子の多様化を解析した。そして、この3種類のDNAポリメラーゼが相同組換えに関与することを証明した(論文2,3)。
(3)新規のRad51活性の制御因子の機能解析
Rad51は、大腸菌のRecAホモログであり、すべての相同組換えに必須である。Rad51活性は様々な方法で制御されている。ヒト・ニワトリでは8種類のRad51制御因子(Rad51B,Rad51C,Rad51D,XRCC2,XRCC3,Sws1,BRCA1.BRCA2)が報告されている。最近に見つかったRad51制御因子の候補(Gemin2)を機能解析した。その結果、Gemin2もRad51制御因子であることが証明できた(論文4)。
(4)相同組換えに関与するDNA切断酵素の同定
相同組換えでは、2本の相同DNAがホリデイ組換え中間体をいったん形成した後、それがDNA切断酵素によって分離される。我々は、分離に関与する切断酵素を検索し、FAN1とSLX4複合体に含まれる切断酵素とが分離に関与することを証明した。成果は、我々の教室の院生が論文発表した(論文5,6)。

Research Products

• [Journal Article] RAP80 acts independently of BRCA1 in repair of topoisomerase II poison-induced DNA damage. (2010)
  • Author(s): Iijima J, Zeng Z, Takeda S, Taniguchi Y.
  • Journal Title: Cancer Res. Volume: 70 Pages: 8467-8474
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA polymerases ν and θ are required for efficient Immunoglobulin V gene diversification in chicken. (2010)
  • Author(s): Kohzaki M, Nishihara K, Hirota K, Sonoda E, Yoshimura M, Ekino S, Butler JE, Watanabe M, Halazonetis T, Takeda S.
  • Journal Title: J Cell Biol. Volume: 189 Pages: 1117-1127
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simultaneous disruption of two DNA polymerases, Polη and Polζ, in avian DT40 cells unmasks the role of Polη in cellular response to various DNA lesions. (2010)
  • Author(s): Hirota K, Sonoda E, Kawamoto T, Motegi A, Masutani C, Hanaoka F, Szuts D, Iwai S, Sale JE, Lehmann A, Takeda S.
  • Journal Title: PLoS Genet. Volume: 6 Pages: E1001151
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GEMIN2 promotes accumulation of RAD51 at double-strand breaks in homologous recombination. Nucleic Acids Res.38:5059-74. (2010)
  • Author(s): Takizawa Y, Qing Y, Takaku M, Ishida T, Morozumi Y, Tsujita T, Kogame T, Hirota K, Takahashi M, Shibata T, Kurumizaka H, Takeda S.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Volume: 38 Pages: 5059-5074
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] KIAA1018/FAN1 nuclease protects cells against genomic instability induced by interstrand cross-linking agents.
  • Author(s): Yoshikiyo K, Kratz K, Hirota K, Nishihara K, Takata M, Kurumizaka H, Horimoto S, Takeda S, Jiricny J.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA. Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The involvement of SLX4 in interstrand cross-link repair is regulated by the Fanconi anemia pathway.
  • Author(s): Yamamoto KN, Kobayashi S, Tsuda M, Kurumizaka H, Takata M, Kono K, Jiricny J, Takeda S, Hirota K.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA. Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] SLX4 Links Fanconi Anemia Pathway to Structure Specific Endonucleases, MUS81, SLX1 and XPF in Interstrand Crosslink Repair. (2011)
  • Author(s): Takeda S.
  • Organizer: Keystone Symposia, Genomic Instability and DNA Repair
  • Place of Presentation: Keystone, Colorado, USA
  • Year and Date: 2011-01-31
• [Presentation] Differential Functional interactions between the RNF8 and RAD18 E3 ubiquitin ligases in Translesion DNA Synthesis and DSB Repair. (2010)
  • Author(s): Takeda S.
  • Organizer: EMBO Workshop, The Interface between the Ubiquitin Family and the DNA Damage Response
  • Place of Presentation: Rovinj, Croatia
  • Year and Date: 2010-09-05