2023 Fiscal Year Annual Research Report

複製フォークとDNA-蛋白質複合体衝突により惹起される複製ストレス応答機構の解明

Research Project

Project/Area Number	22H02603
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	藤田雅俊九州大学, 薬学研究院, 教授 (30270713)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Keywords	複製ストレス応答分子機構 / 複製フォークとDNA-タンパク質複合体衝突 / SLX4 / RAD52
Outline of Annual Research Achievements	我々は、ヒト細胞においてlacO-LacI相互作用を利用したユニークな解析モデル系を樹立し、リピート配列上の「DNA-タンパク質複合体」に衝突した複製フォークが誘導する新規ストレス応答を研究している。今年度は研究計画に沿って研究を進め以下のような結果を得た。 ①SLX4-XPF集積の分子メカニズム解明 lacO-LacIモデル系では、SLX4-XPFが初期応答分子として機能していると考えられる。しかし、SLX4がlacO領域にリクルートされる分子機構は明らかではない。2023年度までの研究から以下のことが明らかとなってきた。① SLX4 N末ドメインは、そのユビキチン結合モチーフ依存的かつRNF168ユビキチンリガーゼ依存的にリクルートされるが、この集積はXPFの集積に必須ではない。② SLX４のC末ドメインもlacO領域にリクルートされ、これはSUMO結合モチーフ依存的であり、かつSUMOリガーゼ依存的である。更なる検討から、②が主たるSLX4-XPFリクルート機構であることが判明しつつある。 ②RAD52経路選択メカニズムおよびその関連経路(BIR、TLS等)の解明 lacO-LacI複合体が誘導する複製ストレス部位には、相同組換え修復因子RAD51は集積せず、SSA反応を行うRAD52が集積する。そこでRAD52の上流および下流経路の解明を進めている。2023年度までの研究から以下のことが明らかになりつつある。① RAD52の集積はATRおよびFANCD2に依存している。② RAD52の下流ではMus81が機能している。③ RAD52の下流ではPol θも機能しており、それぞれSSAおよびMMEJ活性により、lacO配列の欠失につながっているかもしれない。④ RAD52を抑制すると、REV1の集積が増加する。この経路が、RAD52抑制下でlacO領域の複製完了が促進される原因の一つかもしれない。
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、研究計画に沿った興味深いデータを得つつあるから。
Strategy for Future Research Activity	①SLX4-XPF集積の分子メカニズム解明上述の結果を踏まえ、以下のように研究を進める。① XPF結合モチーフを持つSLX4 C末ドメインのみでXPFをリクルートできるのかどうかを明らかにする。② 本応答に必要なSUMOリガーゼの同定。③ 将来的には、②のSUMOリガーゼによってSUMO化される因子の同定。併せて、SLX4-XPFの下流で働くヌクレアーゼの同定も目指す。現時点で、BLMとDNA2がSLX4依存的に集積するというデータを得つつあり、その意義の解明も目指す。 ②RAD52経路選択メカニズムおよびその関連経路(BIR、TLS等)の解明本年度は以上の所見を明確なものにするために実験を重ね、作業仮説の証明を進めたい。例えば、RAD52抑制下でのlacO領域複製完了の促進が、siRNAによるRev1抑制により解除されるか等も検討したい。また、lacO領域複製完了へのPol θ抑制の影響も調べたい。