複製と修復をカップリングする損傷乗り越え複製の普遍性

• 研究領域: ゲノム複製・修復・転写のカップリングと普遍的なクロマチン構造変換機構
• 研究課題/領域番号: 22131008
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 学習院大学
• 研究代表者: 花岡 文雄 学習院大学, 理学部, 教授 (50012670)
• 研究分担者: 益谷 央豪 名古屋大学, 環境医学研究科, 教授 (40241252)
• 連携研究者: 横井 雅幸 学習院大学, 理学部, 助教 (00322701)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 188,500千円 (直接経費: 145,000千円、間接経費: 43,500千円); 2014年度: 36,140千円 (直接経費: 27,800千円、間接経費: 8,340千円); 2013年度: 37,830千円 (直接経費: 29,100千円、間接経費: 8,730千円); 2012年度: 39,650千円 (直接経費: 30,500千円、間接経費: 9,150千円); 2011年度: 39,260千円 (直接経費: 30,200千円、間接経費: 9,060千円); 2010年度: 35,620千円 (直接経費: 27,400千円、間接経費: 8,220千円)
• キーワード: 損傷乗り越え合成 / 紫外線 / 色素性乾皮症 / DNAポリメラーゼ / PCNA / ユビキチン / 損傷トレランス / X線結晶構造解析 / DNAポリメラーゼη / スフィンゴシン / XPV / モデルマウス / シャトルベクター / 突然変異 / DNA損傷トレランス / 体細胞超突然変異 / WAモチーフ / ピリミジン二量体 / 紫外線損傷 / シスプラチン / 損傷乗り越え複製 / 翻訳後修飾 / REV1 / Hsp90 / モノユビキチン化PCNA / DNAポリメラーゼ・イータ / CPD / X線結晶構造 / DNAポリメラーゼ・ゼータ / ニワトリDT40

研究成果の概要

複製と修復をカップリングする損傷乗り越え合成（TLS）の普遍性を明らかにするために、ヒトDNAポリメラーゼ・イータ（Polη）と主要な紫外線損傷であるCPDを含むDNAとの共結晶をX線構造解析した。その結果、PolηはCPDを含むDNAに対して添え木のように働いた。またこれまで不明であったヒトPCNAのポリユビキチン化の機構について、あらかじめE2上に形成されたポリユビキチン鎖がPCNAに付加されることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Both high-fidelity replicative and low-fidelity Y-family polymerases are involved in DNA rereplication. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto T, Oda T, Kurashima K, Hanaoka F, Yamashita T
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 35 号: 4 ページ: 699-715
  • DOI: 10.1128/mcb.01153-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Functional regulation of the DNA damage-recognition factor DDB2 by ubiquitination and interaction with xeroderma pigmentosum group C protein. (2015)
  • 著者名/発表者名: Syota Matsumoto, Eric S. Fischer, Takeshi Yasuda, Naoshi Dohmae, Shigenori Iwai, Toshio Mori, Ryotaro Nishi, Ken-ichi Yoshino, Wataru Sakai, Fumio Hanaoka, Nicolas H. Thoma, Kaoru Sugasawa
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 3 号: 3 ページ: 1700-1713
  • DOI: 10.1093/nar/gkv038
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relevance of simultaneous mono-ubiquitinations of multiple units of PCNA homo-trimers in DNA damage tolerance. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kanao R, Masuda Y, Deguchi S, Yumoto-Sugimoto M, Hanaoka F, Masutani C
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 2 ページ: e0118775-e0118775
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0118775
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Shingosine, a modulator of human translesion DNA polymerase activity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kamath-Loeb AS, Balakrishna S, Whittington D, Shen JC, Emond MJ, Okabe T, Masutani C, Hanaoka F, Nishimura S, Loeb LA
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289 号: 31 ページ: 21663-21672
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.570242
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Remarkable induction of UV-signature mutations at the 3'-cytosine of dipyrimidine sites except at 5'-TCG-3' in the UVB-exposed skin epidermis of xeroderma pigmentosum variant model mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikehata H, Chang Y, Yokoi M, Yamamoto M, Hanaoka F
  • 雑誌名: DNA Repair 巻: 22 ページ: 112-122
  • DOI: 10.1016/j.dnarep.2014.07.012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A cyclobutane thymine-N4-methylcytosine dimer is resistant to hydrolysis but strongly blocls DNA synthesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto J, Oyama T, Kunishi T, Masutani C, Hanaoka F, Iwai S
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 42 号: 3 ページ: 2075-2084
  • DOI: 10.1093/nar/gkt1039
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Guanine-5-carboxylcytosine base pairs mimic mismatches during DNA replication. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibutani T, Ito S, Toda M, Kanao R, Collins LB, Shibata M, Urabe M, Koseki H, Masuda Y, Swenberg JA, Masutani C, Hanaoka F, Iwai S, Kuraoka I
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 5220-5220
  • DOI: 10.1038/srep05220
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Trapping DNA replication origins from the human genome. (2013)
  • 著者名/発表者名: Eki T, Murakami Y, Hanaoka F
  • 雑誌名: Genes (Basel) 巻: 4 号: 2 ページ: 198-225
  • DOI: 10.3390/genes4020198
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanism of somatic hypermutation at the WA motif by human DNA polymerase eta. (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhao Y, Gregory MT, Biertümpfel C, Hua YJ, Hanaoka F, Yang W
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 110 号: 20 ページ: 8146-8151
  • DOI: 10.1073/pnas.1303126110
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure-function analysis of the EF-hand protein centrin-2 for its intracellular localization and nucleotide excision repair. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishi R, Sakai W, Tone D, Hanaoka F, Sugasawa K
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 41 号: 14 ページ: 6917-6929
  • DOI: 10.1093/nar/gkt434
  • NAID: 120005621886
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of new scavengers for hydroxyl radicals and superoxide dismutase by utilising ultraviolet A photoreaction of 8-methoxysoralen and a variety of mutants of Escherichia coli: implications on certain diseases of DNA repair deficiency. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ahmad SI
  • 雑誌名: J Photochem Photobiol B 巻: 116 ページ: 30-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis of human DNA polymerase eta-mediated chemoresistance to cisplatin. (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhao Y
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 109 号: 19 ページ: 7269-7274
  • DOI: 10.1073/pnas.1202681109
  • 査読あり
• [雑誌論文] A DNA oligomer containing 2,2,4-triamino-5(2H)-oxazolone is incised by human NEIL1 and NTH1. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kino K
  • 雑誌名: Mutat Res 巻: 734 号: 1-2 ページ: 73-77
  • DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2012.03.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto K
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 号: 12 ページ: 9613-9622
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.331728
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stalled Polη at its cognate substrate initiates an alternative translesion synthesis pathway via interaction with REV1. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito W
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 17 号: 2 ページ: 98-108
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01576.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of mice deficient in both REV1 catalytic activity and POLH reveals an unexpected role for POLH in the generation of C to G and G to C transversions during Ig gene hypermutation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kano C
  • 雑誌名: Int Immunol 巻: 24 号: 3 ページ: 169-174
  • DOI: 10.1093/intimm/dxr109
  • 査読あり
• [雑誌論文] The molecular basis of CRL4DDB2/CSA ubiquitin ligase architecture, targeting, and activation (2011)
  • 著者名/発表者名: Fischer, E.S., et al
  • 雑誌名: Cell 巻: 147 号: 5 ページ: 1024-1039
  • DOI: 10.1016/j.cell.2011.10.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] NBS1 recruits RAD18 via aRAD6-like domain and regulates Polη-dependent translesion DNA synthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanagihara H, Kobayashi J, Tateishi S, Kato A, Matsuura S, Tauchi H, Yamada K, Takezawa J, Sugasawa K, Masutani C, Hanaoka F, Weemaes CM, Mori T, Zou L, Komatsu K.
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 43 号: 5 ページ: 788-797
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2011.07.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular chaperone Hsp90 regulates REV1-mediated mutagenesis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Pozo FM
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 31 号: 16 ページ: 3396-3409
  • DOI: 10.1128/mcb.05117-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of a Y-family DNA polymerase η from the eukaryotic thermophile Avinella pompejana (2010)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi, S., et al
  • 雑誌名: J.Nucleic Acids 巻: Sep 20 ページ: 701472-701472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stimulation of DNA glycosylase activity by XPC protein complex : roles of protein-protein interactions (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, Y., et al
  • 雑誌名: J.Nucleic Acids 巻: Jul 25 ページ: 805698-805698
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and mutagenesis studies of the C-terminal region of licensing factor Cdt1 enable the identification of key residues for binding to replicative helicase Mcm proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Jee, J., et al
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 285 ページ: 15931-15940
  • 査読あり
• [学会発表] Functional roles of TLS polymerases in mouse skin upon UV irradiation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka F
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Mammalian DNA Repair
  • 発表場所: Ventura, California, USA
  • 年月日: 2015-02-08 – 2015-02-13
  • 招待講演
• [学会発表] Roles of mammalian DNA polymerases eta and iota in UV-induced mutagenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka F, Sakurai Y, Yokoi M
  • 学会等名: The 9th 3R Symposium
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Roles of DNA polymerases eta and iota in UV-induced mutagenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakurai Y, Yokoi M, Hanaoka F
  • 学会等名: 5th US-Japan DNA Repair Meeting
  • 発表場所: 鳴門、徳島
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] Roles of translesion synthesis polymerases eta and iota in UV-induced mutagenesis in mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakurai Y, Yokoi M, Murakumo Y, Hanaoka F
  • 学会等名: ZING Conferences DNA Polymerases: Biology, Diseases and Biomedical Applications Conference 2014
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04
  • 招待講演
• [学会発表] 損傷トレランス研究の40年：SOS応答から損傷乗り越えポリメラーゼへ (2014)
  • 著者名/発表者名: 花岡文雄
  • 学会等名: 第36回日本光医学・光生物学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-07-25 – 2014-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] 損傷トレランスと突然変異生成に働く損傷乗り越え合成ポリメラーゼ (2014)
  • 著者名/発表者名: 花岡文雄
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2014-03-28 – 2014-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] Defective translesion DNA synthesis and links to human disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka F
  • 学会等名: International Symposium on Xeroderma Pigmentosum and Related Diseases: Disorders of DNA Damage Response -Bench to Bedside-
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-03-05 – 2014-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] Role of DNA polymerase eta in somatic hypermutation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka F
  • 学会等名: 3rd France-Japan Cancer Meeting
  • 発表場所: Toulouse, France
  • 年月日: 2013-11-20 – 2013-11-23
  • 招待講演
• [学会発表] がんとは何か？ーその発生のメカニズムを探るー (2013)
  • 著者名/発表者名: 花岡文雄
  • 学会等名: 読売サイエンスフォーラム
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 2013-07-27
  • 招待講演
• [学会発表] Structure and function of mammalian DNA polymerase eta with special reference on translesion synthesis and somatic hypermutation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka F
  • 学会等名: Seminar at Graduate School of Medicine, Kyoto University
  • 発表場所: 京都大学医学部
  • 年月日: 2013-05-27
  • 招待講演
• [学会発表] Involvement of DNA polymerase eta-REV1 interaction in a part of error-prone translesion DNA synthesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka F
  • 学会等名: The 4th U.S.-Japan DNA Repair Meeting
  • 発表場所: Virginia, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Functional roles of mammalian DNA polymerase eta, the product of the XP-V responsible gene. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka F
  • 学会等名: The 3rd Erling Seeberg Symposium on DNA Repair
  • 発表場所: Trondheim and Orland, Norway
  • 招待講演
• [学会発表] Alternative translesion synthesis pathway via interaction between stalled DNA polymerase eta and REV1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka F
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium together with National Institute of Genetics “2012 International Symposium”: “Molecular Mechanisms and Pathology of the 3R”
  • 発表場所: 淡路市、兵庫
  • 招待講演
• [学会発表] Functional roles of mammalian DNA polymerase eta (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka F
  • 学会等名: 2nd Japanese-Frence Cancer Workshop
  • 発表場所: 鳴門市、徳島
  • 招待講演
• [学会発表] DNA修復と疾患：色素性乾皮症を中心に (2011)
  • 著者名/発表者名: 花岡文雄
  • 学会等名: 第28回日本医学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] Biochemical properties and structure of human DNA polymerase η. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka, F.
  • 学会等名: 6th UK-Japan Cell Cycle Workshop
  • 発表場所: Lake Windermere, UK
  • 招待講演
• [学会発表] DNA修復研究における生化学的アプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 花岡文雄
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] Biochemical properties and structure of human DNA polymerase &eta, xeroderma pigmentosum variant-responsible gene product (2011)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka, F.
  • 学会等名: GDRI France Japan Conference
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 招待講演
• [学会発表] ヒト細胞の損傷乗り越えDNA複製の制御機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 益谷央豪, など
  • 学会等名: 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ワークショップ
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] DNAポリメラーゼ・イータ ―その構造と多彩な機能―
  • 著者名/発表者名: 花岡文雄
  • 学会等名: 新学術領域研究「遺伝情報場」公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [備考] 学習院大学 花岡研究室
  • URL: http://www-cc.gakushuin.ac.jp/~20080213/
• [備考]
  • URL: http://www-cc.gakushuin.ac.jp/~20080213/