Analysis of translesion synthesis past UV-induced DNA lesion 6-4 photoproduct in mammalian cells

• Project/Area Number: 22710059
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Risk sciences of radiation/Chemicals
• Research Institution: National Institute of Health Sciences
• Principal Investigator: AKAGI Jun-ichi 国立医薬品食品衛生研究所, 病理部, 研究員 (60512556)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2011: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2010: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: DNA複製・修復 / 損傷乗り越え複製 / ミスマッチ修復 / 突然変異 / 紫外線 / 癌 / 損傷乗り越えDNA複製 / DNA損傷 / 6-4光産物 / DNAポリメラーゼ・ゼータ

Research Abstract

本研究では紫外線により誘発されるDNA損傷の一つである6-4光産物（6-4PP）の損傷乗り越え複製（TLS）機構と、それに伴う突然変異誘発の分子機構の解析を目的として、さまざまなTLSポリメラーゼ欠損細胞を用いて細胞内TLSアッセイを行った。その結果、主要なTLSポリメラーゼであるPolη（イータ）、Polι（イオタ）、Polκ（カッパ）をすべて欠損した細胞でも6-4PPに対するTLS活性がみられ、細胞内ではこれらのTLSポリメラーゼ以外に複製ポリメラーゼ等が6-4PPのTLSに関わっている可能性が示唆された。一方でPolζ（ゼータ）の活性サブユニットであるRev3欠損細胞ではTLS活性が消失することから、Polζが6-4PPのTLSを完了するために必須のextenderであることが示された。そこで Polζによる突然変異誘発メカニズムについてさまざまな配列中の6-4PPを用いて解析したところ、Polζは損傷の次の塩基に対して高い頻度で突然変異を引き起こすこと、およびその変異頻度はDNA損傷前後の塩基配列の影響を大きく受けることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] The vital role of polymerase ζ and REV1 in mutagenic, but not correct, DNA synthesis across benzo[a]pyrene-dG and recruitment of polymerase ζ by REV1 to replication-stalled site. (2012)
  • Author(s): Hashimoto K
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 287 Issue: 12 Pages: 9613-9622
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.331728
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stalled Polη at its cognate substrate initiates an alternative translesion synthesis pathway via interaction with REV1. (2012)
  • Author(s): Ito W
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 17 Issue: 2 Pages: 98-108
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01576.x
  • Peer Reviewed
• [Presentation] TLSポリメラーゼ欠損細胞と複製ベクターを用いた細胞内TLSアッセイによる紫外線誘発DNA損傷6-4光産物の損傷乗り越え複製機構の解析 (2012)
  • Author(s): 赤木 純一, 橋本 恵至, 大森 治夫, 岩井 成憲, 森谷 正明, 花岡 文雄
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
• [Presentation] PolκのRev1に依存した活性が紫外線によるDNA損傷のTLSに関与する (2012)
  • Author(s): 鈴木 健司, 赤木 純一, 大橋 英治, 横井 雅幸, 大森 治夫, 花岡 文雄
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
• [Presentation] Polκは紫外線により誘発される突然変異の抑制に関与する (2011)
  • Author(s): 鈴木 健司, 赤木 純一, 大橋 英治, 大森 治夫, 横井 雅幸, 花岡 文雄
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] Translesion DNA polymerase Polk acts an alternative TLS polymerase upon UV-induced DNA lesion in mouse cells (2010)
  • Author(s): Jun-ichi Akagi, Kenji Suzuki, E iji Ohashi, Haruo Ohmori, Fumio Hanaoka
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会(BMB2010)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] 損傷乗り越え複製DNAポリメラーゼκはマウス細胞において紫外線誘発DNA損傷に対して予備的なTLSポリメラーゼとして働く (2010)
  • Author(s): 赤木 純一, 鈴木 健司, 大橋 英治, 大雲 剛志, 近藤 雄二, 横井 雅幸, 大森 治夫, 花岡 文雄
  • Organizer: 第33回 日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド