誘発突然変異と複製後修復経路の制御機構の解明に向けた生化学的分子基盤の確立

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24310040
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 増田 雄司 名古屋大学, 医学系研究科(環医), 准教授 (30273866)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 損傷乗り越え DNA 合成 / 脱ユビキチン / PCNA / ポリユビキチン化

Outline of Annual Research Achievements

放射線や環境変異原によって引き起こされる重要な生物影響の一つは突然変異の誘発であり、 その分子機構の解明は当該研究分野の重要課題である。誘発突然変異の主要な原因である複製後修復には二つの経路、忠実度の低い損傷乗り越え DNA ポリメラーゼを介した Polymerase switch (PS)と、忠実度の高い DNA ポリメラーゼを介した Template switch (TS)経路が存在する。損傷部位での PS または TS への振り分けは、突然変異誘発のリスクに直接反映されると考えられ、その制御は遺伝的安定性の維持に極めて重要である。本申請研究では、申請者が確立した再構成系を利用して、複製後修復経路を制御する PCNA のユビキチン化/脱ユビキチン化の分子機構を解析し、 突然変異の誘発頻度に関わる複製後修復経路の制御機構の全体像の解明を目的としており、本年度は次の通り解析を行った。
１）PCNAのポリユビキチン化の分子機構の解析
PCNAのポリユビキチン化に関与するE3であるHLTFの酵素活性は、DNAにより著しく促進される。本年度は、様々な構造をとる合成DNAを用いて、HLTFの酵素活性の促進効果を解析した。
２）PCNAの脱ユビキチン化の分子機構の解析
USP1はPCNAの脱ユビキチン酵素として機能すると考えられている唯一の酵素である。本年度は、PCNAの脱ユビキチン化反応について、USP1以外の脱ユビキチン酵素について解析した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Relevance of simultaneous mono-ubiquitinations of multiple units of PCNA homo-trimers in DNA damage tolerance (2015)
  • Author(s): KANAO Rie, MASUDA Yuji, DEGUCHI Saori, YUMOTO-SUGIMOTO Mayumi, HANAOKA Fumio, MASUTANI Chikahide
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Pages: e0118775
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0118775
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Guanine-5-carboxylcytosine base pairs mimic mismatches during DNA replication (2014)
  • Author(s): SHIBUTANI Toshihiro, ITO Shinsuke, TODA Mariko, KANAO Rie, COLLINS Leonard B, SHIBATA Marika, URABE Miho, KOSEKI Haruhiko, MASUDA Yuji, SWENBERG James A, MASUTANI Chikahide, HANAOKA Fumio, IWAI Shigenori, KURAOKA Isao
  • Journal Title: Scientifc Reports Volume: 4 Pages: 5220
  • DOI: 10.1038/srep05220
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A novel ATM/TP53/p21-mediated checkpoint only activated by chronic γ-irradiation (2014)
  • Author(s): CAO Lili, KAWAI Hidehiko, SASATANI Megumi, IIZUKA Daisuke, MASUDA Yuji, INABA Toshiya, SUZUKI Keiji, OOTSUYAMA Akira, UMATA Toshiyuki, KAMIYA Kenji, SUZUKI Fumio
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Pages: e104279
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0104279
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ヒト細胞におけるPCNAの翻訳後修飾によるDNA損傷トレランス制御機構の解析 (2015)
  • Author(s): 金尾梨絵, 増田雄司, 花岡文雄, 益谷央豪
  • Organizer: 平成26年度「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-01-27 – 2015-01-28
• [Presentation] HECTタイプのユビキチンリガーゼ、E6AP-E6複合体によるユビキチン鎖伸長反応の分子機構 (2014)
  • Author(s): 増田雄司, 柊元 巌, 益谷央豪
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 変異体PCNA発現ヒト細胞を用いたDNA損傷トレランス制御の解析 (2014)
  • Author(s): 金尾梨絵, 増田雄司, 花岡文雄, 益谷央豪
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] Interactions between PCNA and Y-family DNA polymerases (2014)
  • Author(s): Masuda Y, Kanao R, Ohmori H, Hanaoka F, Masutani C
  • Organizer: The 9th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • Place of Presentation: 御殿場
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [Presentation] Relevance of simultaneous mono-ubiquitinations of multiple units of PCNA homo-trimers in DNA damage tolerance (2014)
  • Author(s): Masutani C, Kanao R, Masuda Y, Hanaoka F
  • Organizer: The 9th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • Place of Presentation: 御殿場
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [Presentation] Analysis of a novel DNA-dependent ubiquitin ligase, human HLTF (2014)
  • Author(s): Matsumoto S, Masuda Y, Masutani C
  • Organizer: The 9th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • Place of Presentation: 御殿場
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [Presentation] ユビキチンリガーゼによるユビキチン鎖リンケージとユビキチン鎖の伸長制御 (2014)
  • Author(s): 増田雄司
  • Organizer: 国立遺伝学研究所研究集会「染色体ＤＮＡの安定維持の分子メカニズム」
  • Place of Presentation: 三島
  • Year and Date: 2014-11-06 – 2014-11-07
  • Invited
• [Presentation] DNAポリメラーゼηとPCNAの相互作用の解析 (2014)
  • Author(s): 増田雄司, 金尾梨絵, 大森治夫, 花岡文雄, 益谷央豪
  • Organizer: 日本放射線影響学会第57回大会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2014-10-01 – 2014-10-03
• [Presentation] DNAポリメラーゼηのPCNA相互作用部位の解析 (2014)
  • Author(s): 増田雄司, 金尾梨絵, 大森治夫, 花岡文雄, 益谷央豪
  • Organizer: 日本遺伝学会第86回大会
  • Place of Presentation: 長浜
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] Different types of interactions between PCNA and Y-family DNA polymerases for translesion DNA synthesis (2014)
  • Author(s): Masud Y, Kanao R, Ohmori H, Hanaoka F, Masutani C
  • Organizer: ZING conference, DNA Polymerases: Biology, Diseases and Biomedical Applications Conference 2014
  • Place of Presentation: Cambridge, UK
  • Year and Date: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [Presentation] The short CCG run in Huntingtin (HTT) gene is an obstacle for replicative DNA polymerases, potentially hampering the fork progression (2014)
  • Author(s): Hang LP, Furukohri A, Masuda Y, Maki S, Katayama T, Maki H
  • Organizer: ZING conference, DNA Polymerases: Biology, Diseases and Biomedical Applications Conference 2014
  • Place of Presentation: Cambridge, UK
  • Year and Date: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [Presentation] PCNAのユビキチン修飾による複製後修復経路の制御 (2014)
  • Author(s): 増田雄司, 益谷央豪
  • Organizer: 変異機構研究会・第27回夏の学校
  • Place of Presentation: 小牧
  • Year and Date: 2014-06-21 – 2014-06-22
• [Remarks] 名古屋大学環境医学研究所
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp
• [Remarks] 名古屋大学環境医学研究所ゲノム動態制御分野
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/genome/home.html