「DNA複製」と「異常DNA構造の認識・修復」の共役機構に関する研究

• 研究課題/領域番号: 14033204
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 多田 周右 東北大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (00216970)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円); 2003年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: RecQL4 / Dpb11 / Sgs1 / Cdt1 / Cdc6 / DNA複製 / DNA組換え修復 / DNA修復 / RecQファミリーDNAヘリカーゼ / ロスムンド・トムソン症候群 / DNA二本鎖切断 / 紫外線感受性 / DNA組換え / 細胞周期チェックポイント

研究概要

遺伝情報安定性に寄与するRecQヘリカーゼとDNA複製開始に働くDpb11との関係に着目し、DNA複製開始制御機構とDNA安定性維持機構との間の共役について酵母遺伝学を用いた解析をおこなうことを目指した。また、Xenopus卵抽出液を用いた実験系でもDNA複製開始制御機構の研究を発展させると共に、この制御機構においてRecQヘリカーゼが機能するのか否かを検討し、機能するならばその機序について生化学的に解析することを目指した。結果として、出芽酵母Dpb11の関連する経路と出芽酵母Sgs1の関連する経路との間の連携を示唆する遺伝学的解析の結果が得られた。生化学的解析の手がかりとして、酵母の遺伝学的解析からDNA複製開始に必須であるとされるSld2と相同な領域を有し、高発がん性、早期老化を特徴とするロスムンド-トムソン症候群の原因遺伝子産物であるRecQL4に焦点を絞り、そのXenopus相同タンパク質の遺伝子を発見・単離した。Xenopus RecQL4の特異的抗体を作成、利用することにより、RecQL4がDNA複製に必須ではなく、その効率にも影響を与えないにもかかわらず、DNA複製の異常に応じてクロマチン上に蓄積することを示唆する結果を得た。さらに、DNA二本鎖切断に応じてRecQL4がクロマチン上に結合することを見いだし、この結合が一本鎖DNA結合タンパク質RPAの存在に依存するが、組換えタンパク質であるRad51のクロマチン結合には依存していないことを明らかにした。また、Xenopus卵抽出液を用いたDNA複製開始機構の解析として、DNA複製開始に重要な役割を果たすMCM複合体をクロマチン上に結合させる際のCdt1の作用機序について検討し、Cdt1の作用に先んじてCdc6がクロマチン上に結合する必要があることを示した。

研究成果

• [文献書誌] Wang W, Seki M, Otsuki M, Tada S, Takao N, Yamamoto K, Hayashi M, Honma M, Enomoto T: "Functional relation among RecQ family helicases RecQL1, RecQL5, and BLM in cell growth and sister chromatid exchange formation."Biochimica et Biophysica Acta. 1688. 137-144 (2004)
• [文献書誌] Wang W, Seki M, Narita, Y, Nakagawa T, Yoshimura A, Otsuki M, Kawabe Y, Tada s, Yagi H, Ishii Y, Enomoto T.: "The absence of a functional relationship between ATM and BLM, the components of BASC, in DT40 cells."Molecular and Cellular Biology. 23. 3527-3535 (2003)
• [文献書誌] 多田周右, 榎本武美: "Bloom症候群原因遺伝子産物の機能"医学のあゆみ. 208. 863-869 (2004)
• [文献書誌] Wang, W., Seki, M., Narita, Y., Nakagawa, T., Yoshimura, A., Otsuki, M., Kawabe, Yi, Tada, S., Yagi, H., Ishii, Y., Enomoto, T.: "Functional relation among RecQ family helicases, RecQL1, RecQL5, and BLM in cell growth and SCE formation"Molecular and Cellular Biology. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] Kobayashi, T., Tada, S., Tsuyama, T., Murofushi, H., Seki, M., Enomoto, T.: "Focus-formation of replication protein A, activation of checkpoint system and DNA repair synthesis induced by DNA double strand breaks in Xenopus egg extract"Journal of Cell Science. 115. 3159-3169 (2002)
• [文献書誌] Kobayashi.T., Tada, S., Tsuyama, T., Murofushi, H., Seki.M., Enomoto, T.: "Effect of topoisomerase inhibitors on the formation of replication protein A foci in nuclei reconstituted in Xenopus egg extract"Journal of Health Science. 48. 296-301 (2002)
• [文献書誌] Hodgson, B., Li, A., Tada, S., Blow, J.J.: "Gemimn becomes activated as an inhibitor of Cdtl/RLF-B following nuclear import"Current Biology. 12. 678-683 (2002)