2021 Fiscal Year Annual Research Report
ヒト細胞のDNA損傷トレランスの分子機構と細胞レベルの機能の解析
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20H04335
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
益谷 央豪 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (40241252)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 損傷乗り越えDNA複製 / ユビキチン化 / PCNA / DNAポリメラーゼ・イータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞は、ゲノム上に未修復のDNA損傷を残したまま、DNA複製を継続して完了する機構を備えている。この機構は、DNA損傷トレランスと総称され、複数のメカニズムがあると考えられている。ヒト細胞においては、DNAポリメラーゼ・イータによる損傷乗り越えDNA複製が重要な役割を担うが、加えて、未同定の機構が存在する。本計画では、その全体像の解明を目指し、本年度は以下を実施した。
DNA損傷トレランスの制御には、RAD18によるPCNAのユビキチン化が重要な役割を担う。ヒト細胞のDNA損傷トレランスにおいて、中心的な役割を担うDNAポリメラーゼ・イータは、３つのPCNA相互作用領域と1つのユビキチン相互作用領域を持つことを昨年度までに報告した。３つのPCNA相互作用領域は、典型的なPCNA相互作用配列とは異なる。本年度は、3つのPCNA相互作用領域をコンセンサス配列に置換したDNAポリメラーゼ・イータを発現させたヒト細胞株及び組換えタンパク質を作出し、その機能解析を実施し、さらに解析を継続している。
ヒトDNAポリメラーゼ・イータは、RAD18とも直接相互作用することが報告されている。本年度はその相互作用領域の同定をすすめたところ、従来の報告とは異なる領域を同定するに至った。新たに同定した相互作用領域の変異体を作出し、その相互作用の解析を進めている。
ヒト細胞には、PCNAのユビキチン化に依存するが、DNAポリメラーゼ・イータが関与しない経路が存在するが、その実態は明らかではない。本年度は、その経路に関わる因子の探索をすすめ、複数の分子を同定した。引き続き、その機能の解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
独自に明らかにしたDNAポリメラーゼ・イータの３つのPCNAとの相互作用領域、及び、従来の報告とは異なるRAD18相互作用領域の解析は、おおむね計画に沿って進んでいる。新規DNA損傷トレランスに関わる分子の解析は、そのスクリーニングにおいて複数の分子が対象となったため、その検証作業に時間を要したが、再現性良く関与が認められる分子を絞り込むことができ、その後の機能解析等においては、おおむね順調に解析が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
DNAポリメラーゼ・イータとユビキチン化PCNAとの相互作用の生理的意義の解析、及び、RAD18との新規相互作用の意義の解析は、本年度の成果を踏まえて取りまとめを行う。新規のDNA損傷トレランスに関わる分子については、個々の分子の機能解析を進めるとともに、未同定のDNA損傷トレランスの分子機構の解析を実施する。
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