2023 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of DNA repair by homologous recombination
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22H00404
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岩崎 博史 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60232659)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Keywords | 相同組換え / DNA二重鎖切断 / RecA ファミリーリコンビナーゼ / 担子菌酵母 / BRCA2 / 遺伝性乳がん卵巣がん症候群(HBOC) / 分裂酵母 / 接合型変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
相同組換えはDNA損傷を正確に修復する生命機能として働き、そのゲノム安定性維持機能を通して発がん抑止に重要な役割を果たす。本研究では、主に４つのテーマを立ち上げ、令和4年度には以下の３つの成果を得た。
１）真核生物のRecA ファミリーリコンビナーゼによるDNA鎖交換反応：真核生物には、体細胞分裂と減数分裂両方に働くRad51と減数分裂特異的なDmc1の２種類のリコンビナーゼが知られている。当該年度は、Dmc1によるDNA鎖交換反応における２種類の補助因子Hop2-Mnd1 ヘテロ二量体とSwi5-Sfr1ヘテロ二量体の作用機序について一分子解析を行ない、Dmc1が一本鎖DNAに結合してフィラメントを形成する際に２つの補助因子は異なるメカニズムで作用することを明らかにし、成果を論文として発表した。なお、これは台湾のグループとの共同研究である。
２）遺伝性乳がん卵巣がん症候群の原因遺伝子産物BRCA2によるRAD51相同組換え反応の制御機構：担子菌類はBRCA2ホモログBRH2を有し、一方、S. cerevisiaeやS. pombeなど子嚢菌酵母はそれを持たないことを系統的にしめした。また、担子菌酵母であるNaganishia liquefaciensの遺伝学的解析から、RAD51とBRH2が、同じ組換え修復経路で機能することを明らかにした。これらをまとめて論文として発表した。
３）相同組換え初期に決定的な役割を持つMRNエンドヌクレアーゼの活性化機構の解明：Ctp1のC末端由来の合成CT15ペプチドとMre11-Rad50(MR)複合体との相互作用解析の条件検討を進めた。
４）分裂酵母の接合型変換の制御機構：接合型変換因子Swi2とSwi5が安定なタンパク質複合体を形成し、Rad51によるDNA鎖交換反応を活性化することを示し、論文として発表した。
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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
上述したように、項目１）２）及び４）については、研究成果を取りまとめて、論文として発表した。引き続き、さらに研究を発展させているところである。項目３）については、依然としてMR複合体とCT15ペプチドとのクロスリンクの実験条件を検討している。以上の進捗状況は、概ね順調に進展しているものと自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
それぞれの項目について、以下の研究を計画している
１）真核生物のRecA ファミリー組換え酵素(リコンビナーゼ)によるDNA鎖交換反応：Rad55-Rad57複合体とSwi5-Sfr1は独立してRad51の補助因子として働く。これまでに、Rad55-Rad57複合体を必要とし、Swi5-Sfr1複合体必要としないしないユニークな分裂酵母Rad51ミュータントを分離している。当該年度は、このRad51変異体を解析して、2つの経路の機能的差異を解明する。
２）遺伝性乳がん卵巣がん症候群の原因遺伝子産物BRCA2によるRad51相同組換え反応の制御機構：担子菌酵母Naganishia liquefaciensは、HBOCの原因遺伝子であるBRCA2のホモログを有し、脊椎動物における相同組換え研究のよいモデルと考えられる。当該年度は、Rad51パラログなど、Naganishia酵母における相同組換え因子を網羅的に抽出し、それらの遺伝子破壊株を作成して、遺伝学的相互作用やパスウエイを網羅的に明らかにし、その全体像を俯瞰する。また、Brh2の機能解析は、前年度に引き続き遂行する。
３）相同組換え初期に決定的な役割を持つMRNエンドヌクレアーゼの活性化機構の解明：Ctp1のC末端由来の合成CT15ペプチドとMre11-Rad50(MR)複合体との相互作用解析を引き続き推し進める。
４）分裂酵母の接合型変換の制御機構：接合型変換因子Swi2-Swi5複合体の接合型決定部位（mat locus）における、接合型特異的な局在を解析する。
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