2014 Fiscal Year Annual Research Report
DNA複製フォークの修復機構におけるMUS81とRecQの機能の解明
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25710010
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
花田 克浩 大分大学, 医学部, 助教 (90581009)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | DNA修復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAダメージにより阻害されたDNA複製を修復するメカニズムを理解することを目標として研究を行っており、MUS81-EME1構造特異的エンドヌクレアーゼとRecQヘリカーゼファミリーの関与について検証を行っている。平成２６年度は、関連酵素を精製してその活性の測定を試みた。これまでのところ、候補としてあげていたFANCD2が直接的にMUS81-EME1の活性化に関与している可能性がは低いという結果になっているため、MUS81-EME1の活性化メカニズムを解明するまでに、もう少し時間が必要である。一方、RAD51のユビキチン化がこの修復経路の活性化に必要であることを新規に発見した。この事実は研究計画を作成した際には予想しなかった成果である。今後も、タンパク質レベルで DNA複製の修復機構の解明を行っていく予定である。
一方、RecQファミリー遺伝子の機能が正常に作用しないと、早老症や高発癌といった症状を示す遺伝病を引き起こす。この遺伝子ファミリーの産物は、相同組換えを介したDNA複製の修復に関与する可能性が示唆されており、そのような症状を示すヒト遺伝病の患者由来の細胞の原因遺伝子を探索することで、新規のDNA修復因子を発見できる可能性が考えられる。そこで、まず、ウェルナー症候群様の症状を示す患者由来の細胞の責任遺伝子の探索を行い、その解析から既知のDNA修復に関与する遺伝子の変異を発見した。残念ながら、これらはすでにDNA複製の修復に関与していることが知られており、新規性はない。しかし、まだ、変異を同定できていない疾患由来細胞が多数あり、今後も解析を続ける。
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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
MUS81-EME1の活性化に関する生化学的研究がやや計画より遅れている。FBH1タンパク質を介したRAD51のユビキチン化がDNA複製の修復に関与していることを発見したことで、MUS81の活性化メカニズムは当初想定していたものと異なる可能性が生じたため、作業仮説を見直したためである。この点を考慮して、今後も慎重に研究を進めていき、来年度には論文として発表したい。一方、MUS81やRecQとは異なる新規のDNA複製修復因子を同定するという目標に対して、FBH1を介した修復経路を発見することに成功したので、研究計画書に示す最終目標の１つを平成２６年度内に達成することに成功した。この部分に関しては前向きに評価をしてもいいと思っている。
一方、ヒト遺伝病の患者由来の細胞から新規のDNA複製の修復因子を発見するという目標に関して、２つの遺伝子の同定に成功した。１つはMUS81と非常に近い機能を持つ酵素であり、その酵素の精製も既に終了した。今後は、その活性評価を行う予定である。今後の計画としては、疾患遺伝子の特定とその遺伝子産物の生化学的機能解析を行って、その解析結果を基に論文として発表できるようにする予定である。
以上の点から、MUS81-EME1の生化学的解析が遅れていることがマイナス要素はあるが、新規の因子を発見できたプラス要素もあることから、概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、遅れているMUS81-EME1の生化学的解析を終了させる。すでに関連酵素の精製は終わっており、あとは活性を測定するだけであるが、当初想定していたメカニズムと異なる可能性を見出したので、現在、慎重に検証を行っている。平成２７年度内には終了できる見込みなので、まず、その解析を終了させる。さらに、これをサポートする細胞生物学的な検証を行い、細胞生物学と生化学を組み合わせた論文として仕上げる予定である。また、さらに多くの因子を発見するために、中断したDNA複製フォークの構造であるY型構造やX型構造の合成オリゴヌクレオチドを作成して、ヒト細胞抽出液から、これらの構造に特異的に結合するタンパク質を同定し、そのタンパク質がDNA複製の修復に関与しているか検証するという点を新しく追加し、検証したい。
一方、ヒト遺伝病患者由来の細胞の解析からは、これまでにウェルナー症候様の細胞から２種類、他の疾患から１種類の遺伝子の同定に成功している。まず、これらの性質を細胞生物学的に解析し、報告したい。さらに、変異が未同定の患者由来細胞に関して解析を進め、新規の DNA修復関連遺伝子を発見したい。
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| Causes of Carryover |
昨年に、実験補助として雇っていた人が退職した。その後、後任を探したが、適当な人材が見つからず、欠員のままで研究を行った。その結果、研究補助金に人件費として計上していた２００万円を他の経費に移行したので、その分、基金の経費を使用せずに次年度へ繰り越すことになってしまった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２７年３月３１日までで医学部環境・予防医学講座の助教としての任期が終了し、平成２７年４月１日より同学の臨床医工学センターに配置転換した。新しい部署には、超低温冷凍庫や安全キャビネットといった細胞生物学の研究に必要な備品がないので、それを購入する必要性が生じている。これらの備品を購入するための資金としたい。補助金分で超低温冷凍庫を購入し、基金の繰越分で安全キャビネットを購入するということを予定している。その他の予算に関しては、計画通りに使用したい。
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