DNA修復における鉄の役割と遺伝病への関与：新規複合体CIAXの機能解析

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26340022
• Research Institution: Nigata University of Phermacy and Applied Life Sciences
• Principal Investigator: 関 峰秋 新潟薬科大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (40304167)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 修復 / 損傷

Outline of Annual Research Achievements

DNA修復機構は、放射線や発癌物質等により傷つけられたDNAを修復し、癌等の疾病を防ぐ。我々は長らく機能不明であったDNA修復関連因子MMS19が新規複合体「CIAX複合体」を形成し、鉄硫黄クラスターと呼ばれる鉄補欠分子族を標的タンパク質に付加する反応において中心的な役割を果たすことを明らかにした。 鉄硫黄クラスターの機能は、電子伝達、酵素の活性中心等多岐にわたる。近年、DNA修復関連因子の中に、鉄硫黄クラスターをもつタンパク質が続々と見つかってきている。その中には、XPD(色素性乾皮症)、FANCJ(ファンコニー貧血)、DDX11等の遺伝病の原因となるタンパク質が含まれている。このような背景に立ち、我々は①CIAXの機能解析、②先の遺伝病群中における変異と鉄硫黄クラスター付加状態の関連、③鉄硫黄クラスターを有し、病気の原因となるタンパク質の探索、④鉄硫黄クラスターを標的とする新規疾病治療法開発のための基礎研究等を行っている。紫外線高感受性症候群の原因遺伝子、UVSSA遺伝子は我々の研究室においてクローニングされたが、興味深いことに鉄硫黄クラスター結合モチーフを持つ。昨年度はUVSSA遺伝子の鉄硫黄クラスター結合モチーフの解析を行ったが、本年度も昨年度に引き続き解析を行い、更に詳細な結果を得た。これに加え、CIAXの機能解析を行う目的で、クリスパーシステムによるCIAXコンポーネントの遺伝子破壊実験を試みた。クリスパーシステムは新たな実験技術であり、本研究室ではこれまで行われていない。そこで新たにこの技術を導入するため、既知の遺伝子を材料として様々な予備実験を行ない、最終的にヒトHEK293細胞を材料としてクリスパーによる遺伝子破壊を行う実験条件を決定した。現在はこれに続き、CIAXコンポーネント中の複数の遺伝子について遺伝子破壊実験を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度は、大阪大学から新潟薬科大学に異動したことによる前研究室の片付け（研究室閉鎖のため）、引っ越し、新研究室のセットアップ等に多くの時間を取られたが、本年度は幸いなことに研究室のセットアップが予想以上に順調に進み、クリスパーといった新技術の導入にも成功し、昨年度の遅れを幾分か取り戻したと考えている。

Strategy for Future Research Activity

本年度に関しては幸いなことに早期に研究環境を整えることができた。それに加え、クリスパーによるゲノム編集技術が軌道に乗った。今後はこの技術をベースとして鉄硫黄クラスター研究において独自性を保った研究を進めていく方針である。

Causes of Carryover

研究室異動に伴う研究室のセットアップ及び、新技術導入に伴う予備的実験が多かったのが主たる要因である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究計画が軌道に乗ったことにより、今後本実験が本格化する。それに必要な実験試薬、器具等の購入を行う。