遺伝情報維持機構へのRecQファミリーの寄与に関する無細胞実験系を用いた解析

• 研究課題/領域番号: 15590054
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物系薬学
• 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): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: RecQヘリカーゼ / Bloom症候群 / Werner症候群 / Rothmund-Thomson症候群 / DNA Topoisomerase IIIα / 相同組み換え修復 / 非相同末端結合修復 / Xenopus卵抽出液無細胞実験系 / DNA二本鎖切断修復 / RecQL4

研究概要

DNA傷害に対する修復過程において、一群のRecQヘリカーゼおよびその関連タンパク質群の挙動と機能をXenopus卵抽出液無細胞実験系を用いて解析することを目的とした。Bloom症候群原因遺伝子産物Blmは正常なDNA複製の進行に応じてクロマチン上に結合し、この結合はBlmと相互作用することが知られるDNA Topoisomerase IIIα (Top3α)のクロマチン結合と相互に依存していた。また、Blm、Top3αの除去に伴うDNA複製の顕著な抑制が確認されたが、この抑制はcheckpoint経路によるものではないことが示唆された。
Werner症候群原因遺伝子産物Wrn、Rothmund-Thomson症候群原因遺伝子産物RecQL4はDNA二本鎖切断(DSB)に応じてクロマチン結合し、この結合はRPAの存在に強く依存していた。卵抽出液中のDSB修復活性を定量的に解析するため、プラスミドDNAを基質に用いた相同組換え修復(HRR)活性および非相同末端結合修復(NHEJ)活性の測定系を構築した。本測定系を用いた結果、NHEJによって得られる産物はHRRによって得られるプラスミドの生産効率に比べて、約1000倍の高い効率で産生されること、検出されたNHEJ活性はDNA polymeraseα、δ、εの阻害剤であるaphidicolin、DNA-dependent protein kinaseの阻害剤であるwortmanninによって部分的に阻害されること、HRR活性はaphidicolinによって効率よく阻害されることが確認された。本測定系を用いてRecQL4のDSB修復への関与を検討したところ、RecQL4を除去した卵抽出液においてNHEJ活性の顕著な抑制とHRR活性の有意な促進が確認された。すなわち、RecQL4がNHEJに促進的に、HRRに抑制的に寄与することによりDSB修復に積極的に関与することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans geminin homologue particpates in cell cycle regulation and germline development. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yanagi, K., et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Licensing for DNA replication requires a strict sequential assembly of Cdc6 and Cdt1 onto chromatin in Xenopus egg extracts. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuyama, T., et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 33 ページ: 765-775
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans geminin homologue particpates in cell cycle regulation and germline development. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yanagi, K.-I., Mizuno, T., Tsuyama, T., Tada, S., Iida, Y., Sugimoto, A., Eki, T., Enomoto, T., Hanaoka, F.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Licensing for DNA replication requires a strict sequential assembly of Cdc6 and Cdt1 onto chromatin in Xenopus egg extracts. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuyama, T., Tada, S., Watanabe, S., Seki, M., Enomoto, T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 33 ページ: 765-775
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Licensing for DNA replication requires a strict sequential assembly of Cdc6 and Cdt1 onto chromatin in Xenopus egg extracts. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuyama T
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 33 ページ: 765-775
• [雑誌論文] Structural basis for inhibition of the replication licensing factor Cdt1 by geminin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Lee, C, T., et al.
  • 雑誌名: Nature 430 ページ: 913-917
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The absence of a functional relationship between ATM and BLM, the components of BASC, in DT40 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wang.W, et al.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 1688 ページ: 137-144
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Bloom症候群原因遺伝子産物の機能 (2004)
  • 著者名/発表者名: 多田周右, 榎本武美
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 208 ページ: 863-869
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Structural basis for inhibition of the replication licensing factor Cdt1 by geminin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Lee, C., Hong, B., Choi, J.M., Kim, Y., Watanabe, S., Ishimi, Y., Enomoto, T., Tada, S., Kim, Y., Cho, Y.
  • 雑誌名: Nature 430 ページ: 913-917
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The absence of a functional relationship between ATM and BLM, the components of BASC, in DT40 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wang, W., Seki, M., Otsuki, M., Tada, S., Takao, N., Yamamoto, K., Hayashi, M., Honma, M., Enomoto, T.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta. 1688 ページ: 137-144
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Function of Bloom syndrome gene product (2004)
  • 著者名/発表者名: Tada, S., Enomoto, T.
  • 雑誌名: Journal of Clinical and Experimental Medicine 208 ページ: 863-869
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Structural basis for inhibition of the replication licensing factor Cdtl by geminin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Lee C
  • 雑誌名: Nature 430 ページ: 913-917
• [雑誌論文] The absence of a functional relationship between ATM and BLM, the components of BASC, in DT40 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wang W
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 1688 ページ: 137-144
• [雑誌論文] Bloom症候群原因遺伝子産物の機能 (2004)
  • 著者名/発表者名: 多田周右
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 208 ページ: 863-869
• [雑誌論文] Functional relation among RecQ family helicases RecQL1, RecQL5, and BLM in cell growth and sister chromatid exchange formation. (2003)
  • 著者名/発表者名: Wang, W., et al.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 23 ページ: 3527-3535
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functional relation among RecQ family helicases RecQL1, RecQL5, and BLM in cell growth and sister chromatid exchange formation. (2003)
  • 著者名/発表者名: Wang, W., Seki, M., Narita, Y., Nakagawa, T., Yoshimura, A., Otsuki, M., Kawabe, Y., Tada, S., Yagi, H., Ishii, Y., Enomoto, T.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 23 ページ: 3527-3535
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [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)