2014 Fiscal Year Annual Research Report
Ｋｕタンパク質が認識・結合可能なＤＮＡ二本鎖切断末端形状の解析
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24510078
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
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Principal Investigator |
藤本 浩文 国立感染症研究所, 品質保証・管理部, 主任研究官 (60373396)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 学 独立行政法人放射線医学総合研究所, その他部局等, 研究員 (70280740)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | DNA損傷修復 / DNA二本鎖切断 / Ku / DNA損傷認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
KuはDNA2本鎖切断（DSB）末端を認識・結合し、DSB修復経路の一つであるnon- homologous end-joining過程（NHEJ）を開始するタンパク質である。DSBにおいて、DNA末端の形状は平滑末端とは限らず、切断時の状況よって様々なバリエーションが考えられる。本研究では、種々の末端形状を持つDNAとKuタンパク質との相互作用を分子シミュレーションによって解析し、Kuタンパク質と各DNA末端との結合能力を実験的に確認することでKuタンパク質が認識しうるDNA末端形状の特徴を明らかにしたいと考えている。
DSBが生じる原因には、1本の電離放射線から生じるラジカル等によって2本鎖が同時に切断される場合も考えられるが、生体内においては1本鎖切断（SSB）の近傍に別のSSBが生じることでDSBが生じる場合が多いと考えられている。
そこで、２種類のSSB、βSSB（塩基が脱落し五炭糖が開環したSSB）、およびβ-δSSB（塩基が五炭糖ごと脱落したSSB）を設計し、DNA分子中にこれらのSSBを挿入した分子モデルを作成、MDシミュレーションによってDNAの構造やエネルギー状態の変化を解析することでSSBモデルの妥当性を検証した（現在投稿中）。さらに今回モデル化したSSBを、5', 3'両突出末端に配置したDSBモデルを設計し、Kuタンパク質のリング構造に挿入した複合体モデルを作成、これらの分子モデルに対してMDシミュレーションを行ったところ、モデル間で結合エネルギーには大きな差は見られなかったものの、一部でKu70のN末端領域がDSBの突出領域と相互作用する様子が観察された。
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