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Translesion synthesisの分子機構と発がん

研究課題

研究課題/領域番号 12213070
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

花岡 文雄  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (50012670)

研究分担者 益谷 央豪  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 助教授 (40241252)
横井 雅幸  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 助手 (00322701)
大熊 芳明  富山医科薬科大学, 薬学部, 教授 (70192515)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
67,600千円 (直接経費: 67,600千円)
2004年度: 12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
2003年度: 12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
2002年度: 13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2001年度: 11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
2000年度: 18,000千円 (直接経費: 18,000千円)
キーワード色素性乾皮症バリアント / 損傷乗り越え複製 / DNAポリメラーゼ・イータ / DNA損傷 / ノックアウトマウス / 発がん / 遺伝子ノックアウト / REV1 / DNAポリメラーゼ / DNA修復 / 色素性乾皮症 / polイータ / DNA複製 / 活性酸素 / XPVポリメラーゼ / 紫外線
研究概要

研究代表者および研究分担者は、損傷乗り越え複製(translesion synthesis)機構全般を総合的に理解し、発がんおよび発がん防御における役割を明らかにすることを目的として、以下に述べる研究を行った。
1)色素性乾皮症バリアント群(XP-V)原因遺伝子の産物であるDNAポリメラーゼη(Polη)が損傷のない鋳型に対して複製の忠実度が著しく低いこと、TTダイマーだけでなく様々な損傷を乗り越えられること、また多くの場合、損傷の反対側に正しい塩基を重合することが分った。
2)ヒトPolη遺伝子のゲノムDNAをクローニングしてその構造を決定したところ、終止コドンまでが約40kbにわたる領域にコードされ、11のエキソンに分断されていた。5種類のXP-V細胞におけるゲノムDNA上の変異を検出した。
3)Polηが鋳型・プライマー型DNAに対して強い結合活性を示し、鋳型にTTダイマーを含んでいても、含んでいない場合と同程度の結合活性を示した。またTTダイマーの最初のTの反対側に正しい塩基であるAが存在する場合に安定に結合し、間違った塩基の場合には不安定であった。更にプライマーがTTダイマーの手前までのものとダイマーの一つ先までのものには安定に結合したが、もう一つ先まで伸びたプライマー・鋳型DNAに対しては、結合力が低下した。
4)XP-V患者のモデルマウスを作成するため、Polηの必須領域を含むエキソン8へNeo発現カセットを挿入したターゲティングベクターを構築し、ヘテロノックアウトマウスを作成した。その交配によりホモノックアウトマウスがほぼメンデル則にしたがって誕生した。8週齢頃から週1回背中の毛を剃り、毎日、2,000J/m2のUVBを照射したところ、照射開始後13週目あたりから腫瘍が観察され、22週では100%のマウスに腫瘍が発生した。一方、野生型およびヘテロマウスにおいては、同じ週齢で腫瘍の発生は見られなかった。

報告書

(6件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2005 2004 2002 2000 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 文献書誌 (24件)

  • [雑誌論文] Different mutation signatures in DNA polymerase η- and MSH6-deficient mice suggest separate roles in antibody diversification2005

    • 著者名/発表者名
      Martomo, S.A.et al.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] UV-induced ubiquitylation of XPC protein mediated by UV-DDB-ubiquitin ligase complex.2005

    • 著者名/発表者名
      Sugasawa, K., et al.
    • 雑誌名

      Cell (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Nucleosomal structure of undamaged DNA regions suppresses the non-specific DNA binding of the XPC complex.2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuda, T., et al.
    • 雑誌名

      DNA Repair 4

      ページ: 389-395

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] DNA binding properties of human DNA polymerase η : implications for fidelity and polymerase switching of translesion synthesis2004

    • 著者名/発表者名
      Kusumoto, R.et al.
    • 雑誌名

      Genes Cells 9

      ページ: 1139-1150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preferential cis-syn thymine dimer bypass by DNA polymerase η occurs with biased fidelity2004

    • 著者名/発表者名
      McCulloch, S.D.et al.
    • 雑誌名

      Nature 428

      ページ: 97-100

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DNA binding properties of human DNA polymerase implications for fidelity and polymerase switching of translesion synthesis.2004

    • 著者名/発表者名
      Kusumoto, R., Masutani, C., Shimmyo, S., lwai, S., Hanaoka, F.
    • 雑誌名

      Genes Cells 9

      ページ: 1139-1150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preferential cis-syn thymine dimer bypass by DNA polymerase η occurs with biased fidelity.2004

    • 著者名/発表者名
      McCulloch, S.D., Kokoska, R.J., Masutani, C., lwai, S., Hanaoka, F., Kunkel, T.A.
    • 雑誌名

      Nature 428

      ページ: 97-100

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DNA binding properties of human DNA polymerase η : Implication for polymerase switching.2004

    • 著者名/発表者名
      Kusumoto, R., et al.
    • 雑誌名

      Genes to Cells 9

      ページ: 1139-1150

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Interaction of hREV1 with three human Y-family DNA polymerases.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohashi, E., et al.
    • 雑誌名

      Genes to Cells 9

      ページ: 523-531

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Translesion synthesis past estrogen-derived DNA adducts by human DNA polymerases η and κ.2004

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, N., et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 43

      ページ: 6304-63114

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Palm residue mutants in DNA polymerases a and h alter DNA replication fidelity and translesion activity.2004

    • 著者名/発表者名
      Niimi, A., et al.
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology 24

      ページ: 2734-2746

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Translesion synthesis by human DNA polymerase η across thymine glycol lesions2002

    • 著者名/発表者名
      Kusumoto, R.et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 41

      ページ: 6090-6099

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Translesion synthesis by human DNA polymerase η across thymine glycol lesions.2002

    • 著者名/発表者名
      Kusumoto, R., Masutani, C., lwai, S., Hanaoka, F.
    • 雑誌名

      Biochemistry 41

      ページ: 6090-6099

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanisms of accurate translesion synthesis by human DNA polymerase η2000

    • 著者名/発表者名
      Masutani, C.et al.
    • 雑誌名

      EMBO J. 19

      ページ: 3100-3109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low fidelity DNA synthesis by human DNA polymerase η2000

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, T.et al.
    • 雑誌名

      Nature 404

      ページ: 1011-1013

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanisms of accurate translesion synthesis by human DNA polymerase-η.2000

    • 著者名/発表者名
      Masutani, C., Kusumoto, R., lwai, S., Hanaoka, F.
    • 雑誌名

      EMBO J. 19

      ページ: 3100-3109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low fidelity DNA synthesis by human DNA polymerase η.2000

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, T., Bebenek, K., Masutani, C., Hanaoka, F., Kunkel, T.A.
    • 雑誌名

      Nature 404

      ページ: 1011-1013

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Different mutation signatures in DNA polymerase η-and MSH6-deficient mice suggest separate roles in antibody diversification.

    • 著者名/発表者名
      Martomo, S.A., Yang, W.W., Wersto, R.P., Ohkumo, T., Kondo, Y., Yokoi, M., Masutani, C., Hanaoka, F., Gearhart, P.J.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yang, I.Y.et al.: "Mammalian translesion DNA synthesis across an acrolen-derived deoxyguanosine adduct."J.Biol.Chem.. 278. 13989-13994 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] McDonald, J.P. et al.: "129-derived strains of mice are deficient in DNA polymerase ι and have normal immunoglobulin hypermutation."J.Exp.Med.. 198. 635-643 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Vaisman, A. et al.: "Sequence-context-dependent replication of DNA templates containing UV-induced lesions by human DNA polymerase ι."DNA Repair. 2. 991-1006 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Jaloszynski, P. et al.: "8-Hydroxyguanine in a mutational hotspot of the c-Ha-ras gene causes misreplication, 'action-at-a-distance' mutagenesis"Nucleic Acids Res.. 31. 6085-6095 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Bassett E. et al.: "Efficiency of extension of mismatched primer termini across from cisplatin and oxaliplatin by human DNA polymerases β and η"Biochemistry. 42. 14197-14206 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] McCulloch S.D. et al.: "Preferential cis-syn thymine dimer bypass by DNA polymerase η occurs with biased fidelity."Nature. 428. 97-100 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Chiapperino, D.et al.: "Preferential misincorporation of Purine nucleotides by human DNA polymerase η opposite-benzo[a]pyrene 7,8-diol 9,10 epoxide deoxyguanosine"J.Biol.Chem.. 277. 11765-11771 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kusumoto, R.et al.: "Translesion synthesis by human DNA polymerase η across thymine glycol lesions"Biochemistry. 41. 6090-6099 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Pavlov, Y.I.et al.: "Correlation of somatic hypermutation specificity and A-T base pair substitution errors by DNA polymerase eta during copying of a mouse immunoglobulin kappa light chain transgene"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 9954-9959 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yamada, A.et al.: "Detection of reduced RNAsynthesis in UV-irradiated Cockayne syndrome B cells using an isolated nuclear system"Biochim.Biophys.Acta. 1592. 129-134 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Servanit, L.et al.: "A role for DNA polymerase β in mutagenic UV lesions bypass"J.Biol.Chem.. 277. 50046-50053 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shimizu, M.et al.: "Erroneous incorporation of oxidized DNA precursors by Y-family DNA polymerases"EMBO Rep.. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ishikawa, T. et al.: "Mutagenic and non-mutagenic bypass of DNA lesions by Drosophila DNA polymerases dpol η and dpol c"J.Biol.Chem.. 276. 15155-15163 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Levine, R.L. et al.: "Translesion DNA synthesis catalyzed by human pol η and pol k across 1,N6-athenodeoxyadenosine"J.Biol.Chem.. 276. 18717-18721 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Matsuda, T. et al.: "Error rate and specificity of human and murine DNA polymerase η"J.Mol.Biol.. 312. 335-346 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Boudsocq, F. et al.: "Sulfolobus solfataricus p2 DNA polymerase TV (Dpo4) : an archaeal DinB-like DNA polymerase with lesion-bypass properties akin to aukaryotic pol η"Nucleic Acids Res.. 29. 4607-4616 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kuraoka, I. et al.: "Oxygen frae-radical damage to DNA : translesion synthesis by DNA polymerase η and resistance to exonuclease action at cyclopurine deoxynucleaside residues"J.Biol.Chem.. 276. 49283-49288 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Brougton, B.C. et al.: "Molecular analysis of mutations in DNA polymerase η in xevodarma pigmantosum-variant patients"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 815-820 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Matsuda,T.: "Low fidelity DNA synthesis by human DNA polymeraseη"Nature. 404. 1011-1013 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masutani,C.: "Mechanisms of accurate translesion synthesis by human DNA polymeraseη"EMBO J. 19. 3100-3109 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yamada,A.: "Complementation of defective translesion synthesis and ultraviolet light sensitivity in xeroderma pigmentosum variant cells by human and mouse DNA polymerase η"Nucl.Acids Res.. 28. 2473-2480 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yuasa,M.: "Genomic structure, chromosomal localization and identification of mutations in the xeroderma pigmentosum variant gene"Oncogene. 19. 4721-4728 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tissier,A.: "Misinsertion and bypass of thymine-thymine dimers by human DNA polymerase L."EMBO J. 19. 5259-5266 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kannouche,P.: "Domain structure, localisation, and function of DNA polymerase η, defective in xeroderma pigmentosum variant cells"Genes Dev.. 15. 158-172 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2018-03-28  

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