先天性角化異常症細胞のゲノム不安定性を招く新規ヌクレオチド除去修復因子の欠損

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K07308
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 丹伊田 浩行 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (20336671)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: telomerase / XPF / TRF2 / NER / telomere

Outline of Annual Research Achievements

紫外線照射により生じるピリミヂン二量体の修復活性に必要な分子の道程を目的とし、ピリミヂン二量体特異的抗体を用いた免疫染色を手法として関連分子siRNAによるのスクリーニングを行なった。その中で特に阻害活性が高い影響を与えたものはTERTをはじめとするtelomeraseサブユニットであった。telomeraseを構成する各サブユニットの欠損により紫外線照射後のグローバルゲノム-ヌクレオチド除去修復（GG-NER)の進行に遅延が認められた。このゲノム全体のNERの欠損はtelomere領域に生じたピリミヂン二量体の除去修復が行われないために引き起こされていることが示唆された。telomereに生じたピリミヂン二量体の除去修復はtelomerase活性をもたない正常ヒト繊維芽細胞では行われず、telomerase活性を発現するHeLa細胞などガン細胞株では行われるらしいことが明らかになっている。我々はHeLa細胞を用いてtelomeraseとNERをリンクするような分子を検討した。その結果、telomerase欠損時にNER進行に関与する分子を探索するとNERのコア因子である構造特異的エンドヌクレアーゼXPFが関与していることが明らかとなった。XPFはtelomere repeat二本鎖結合タンパクであるTRF2と結合することが以前報告されている。XPFによりDNAが切断されるとこの修復機構は後戻りをすることができない、クリティカルなステップであるためXPFの活性制御は厳密に行われる必要がある。XPFはTRF2と結合することによりtelomereに局在するためtelomerase欠損時にその活性制御が失われてしまうことが予想される。今後telomeraseとXPFの結合の可能性やtelomerase欠損時の紫外線照射によるtelomere維持についてXPFの活性制御とともに検討を進めて行く。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

telomereとピリミヂン二量体除去修復をリンクさせるNERコア因子XPFの活性制御について検討を始めることができ概ね順調に研究は進行している。

Strategy for Future Research Activity

構造特異的エンドヌクレアーゼXPFの活性は厳密に制御される必要がある。この仕組みを明らかにすることが今後の課題と考えている。

Causes of Carryover

コロナ禍により当初予定していた海外出張を延期したこととラジオアイソトープを用いたtelomere解析を翌年度行うことにしたため次年度使用額が生じた。