2023 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the mechanisms by which Ctf4 protein suppresses repair of DNA double-strand breaks by homologous recombination
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20K06597
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
佐々木 真理子 国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 准教授 (50722013)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Ctf4 / DNA複製阻害 / DNA二本鎖切断 / 相同組換え / ゲノム安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA複製は、遺伝情報を正確にコピーし娘細胞に引き継ぐために必須の過程である。しかしDNA複製は鋳型鎖上に存在する様々な障害によって妨げられ、DNA二本鎖切断(DNA double-strand break; DSB)が生じる。DSBは、ゲノム不安定化を誘導し癌や多くの疾患を引き起こす危険なDNA損傷である。しかし、DNA複製阻害時のDSB修復機構は十分に理解されていない。研究代表者は、出芽酵母のリボソームRNA遺伝子領域を用いた先行研究から、複製因子であるCtf4タンパク質が欠損すると、DNA複製阻害時に生じるDSBの修復過程で相同組換え経路が用いられることによって、リボソームRNA遺伝子のコピー数が増幅することを明らかにした。本研究課題では、Ctf4タンパク質がどのようなメカニズムで相同組換えによるDSB修復を抑制するのかを明らかにすることを目指した。
野生型とCtf4タンパク質欠損株においてクロマチン免疫沈降実験を行った結果、Ctf4タンパク質欠損細胞において、DSB部位への結合量が変化する相同組換え因子とDNA複製因子を同定した。今後、これらの因子の結合量の変化が、DSB修復過程に与える影響について詳細を解析する予定である。また、Ctf4タンパク質はMms22タンパク質と相互作用することが知られている。そして、Mms22欠損細胞においてもrDNA領域の不安定化が起こる。そこで、Mms22をCtf4欠損細胞において高発現させた結果、rDNA不安定化は抑制されたが相同組換えによるDSB修復頻度には影響を及ぼさなかった。よって、Ctf4とMms22の相互作用は、DSB修復において相同組換えが用いられる選択過程ではないことが明らかとなった。
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