Functional analysis of Cockayne syndrome proteins in transcription-coupled nucleotide excision repair

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K06543
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 西條 将文 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (90221986)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヌクレオチド除去修復 / コケイン症候群 / 紫外線高感受性症候群 / CSA / CSB / UVSSA

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、コケイン症候群タンパク質の機能を解析することにより転写と共役したヌクレオチド除去修復(TC-NER)の分子機構を解明することであり、以下の研究成果が得られた。
C末端欠失CSAはユビキチンリガーゼ複合体を形成し紫外線照射後クロマチンに結合するが、UVSSAとは結合しないことが示された。UVSSAのN末端のVHS領域を欠損させるとCSAには結合せず、VHS領域のみではCSAとの結合量が少ないことから、UVSSAのVHS領域はCSAとの結合に必須であるが他の領域も結合に関与する可能性が示唆された。CSAのC末端領域あるいはUVSSAのVHS領域の欠失変異体をそれぞれの遺伝子が欠損した細胞で発現させると紫外線高感受性を示すことから、CSAとUVSSAの相互作用はTC-NERにおいて重要であることが示された。
紫外線照射後UVSSAはクロマチンに結合するが、VHS領域欠失UVSSAは結合できなくなるので、UVSSAはCSAとの結合を介してクロマチンに結合することが示唆された。一方で、可溶性画分では、CSAはUVSSAと結合できないと紫外線照射後にプロテアソームにより分解されることがわかったが、この分解の意義は不明である。
CSBは紫外線照射後にDNAの損傷部位で停止したRNAポリメラーゼIIと結合することで、他の修復関連因子を損傷部位へ導入する。CSBのクロマチンリモデリング活性あるいはユビキチン結合能を失活させるとCSAやUVSSAとの結合が低下することから、クロマチンリモデリング活性とユビキチン結合能がこの機能に重要な役割を果たすことがわかった。
TC-NERの初期過程において、DNAの損傷部位で停止したRNAポリメラーゼIIがどのように認識されて修復因子群がリクルートされるのかは不明の部分が多いが、本研究によりその分子機構の一端が明らかになった。