DNA損傷におけるRNAポリメラーゼII伸長反応の生化学的解析

• 研究課題/領域番号: 15710039
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 倉岡 功 大阪大学, 大学院・生命機能研究科, 助手 (60335396)
• 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: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: DNA損傷 / DNA修復 / RNAポリメラーゼII / 転写 / 転写変異 / RNAポリメラーゼ

研究概要

遺伝情報を担うDNAは、外的要因のみならず生体内の代謝過程で生ずる内的要因により傷つけられる。このDNA上に生じた損傷,DNA損傷を除去するために、2つの典型的な修復すなわちヌクレオチド除去修復(NER)機構と塩基除去修復(BER)機構が存在する。これらの修復系には、共通する2つの経路が存在することが示唆されている。一つは損傷を受けたゲノムDNA全体を修復する経路(GGR)、もう一つは転写が行われている領域の転写鋳型になっているDNA上の損傷を優先的に修復する経路(TCR)である。現在TCR経路には、一つの中心的モデルが存在する。1、RNAポリメラーゼII(RNA polymerase II ; RNAPII)が、DNA鋳型領域に生じたDNA損傷に出会う。2、RNAPIIはこの損傷を乗り越えることができずに転写合成を一時停止する。3、RNAPIIの停止が一つのシグナルとなってそれぞれの損傷にあった修復蛋白質を呼び込み損傷を修復するというものである。そこで、我々は精製したRNAPIIが、DNA損傷に遭遇したときのRNAPIIの挙動を調べた。その結果RNAPIIがDNA損傷により停止する場合と損傷を乗り越える場合の2つの現象を観察することができた。そのどちらの場合にも、RNAPIIのRNA合成において損傷塩基との相補性が重要になることを発見した。また、分子間力顕微鏡によりRNAPIIが損傷において停止する画像を得た。これらのことは、TCRの開始機構および損傷による新規の概念transcriptional mutagenesisの分子機構を解析していくうえで重要であると思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Disruption of mouse XAB2 gene involved in pre-mRNA splicing transcription and transcription-coupled DNA repair results in preimplantation lethality. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yonemasu R, Minami M, Nakatsu Y, Takeuchi M, Kuraoka I, Matsuda Y, Higashi, Y.Kondoh H, Tanaka K.
  • 雑誌名: DNA repair 4 ページ: 479-491
• [雑誌論文] Complete absence of Cockayne syndrome group B gene product gives rise to UV-sensitive syndrome but not Cockayne syndrome (2004)
  • 著者名/発表者名: Horibata K, Iwamoto Y, Kuraoka I, Jaspers NG, Kurimasa A, Oshimura M, Ichihashi M, Tanaka K
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 101 ページ: 15410-15415
• [雑誌論文] Inhibition of nucleotide excision repair by anti-XPA monoclonal antibodies which interfere with binding to RPA.ERCC1.and TFIIH (2004)
  • 著者名/発表者名: Saijo, M., Matsuda, T., Kuraoka, I., Tanaka, K
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 321 ページ: 815-822
• [雑誌論文] Blockage of RNA polymerase II at a cyclobutane pyrimidine dimer and 6-4 photoproduct. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kuraoka, I., Mei Kwei, J.S., Horibata, K., Ubukata, M., Kobatake, E., Iwai, S., Handa, H., Tanaka, K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 320 ページ: 1133-1138
• [雑誌論文] A novel hydrogen peroxide-induced phosphorylation and ubiquitination pathway leading to RNA polymerase II proteolysis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Inukai, N., Yamaguchi, Y., Kuraoka, I., Yamada, T., Kamijo, S., Kato, J., Tanaka, K., Handa, H.
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 8190-8195
• [雑誌論文] The ubiquitin ligase activity in the DDB2 and CSA complexes is differentially regulated by the COP9 signalosome in response to DNA damage (2003)
  • 著者名/発表者名: Groisman, R., Polanowska, J., Kuraoka, I., Sawada, J, Saijo, M., Drapkin, R., Kisselev, A.F., Tanaka, K., Nakatani, Y.
  • 雑誌名: Cell 113 ページ: 357-367
• [文献書誌] Inukai, N., Yamaguchi, Y., Kuraoka, I., Yamada, T., Kamijo, S., Kato, J., Tanaka, K., Handa, H.: "A novel hydrogen peroxide-induced phosphorylation and ubiquitination pathway leading to RNA polymerase II proteolysis"J Biol Chem. (発表予定). (2004)
• [文献書誌] Groisman, R., Polanowska, J., Kuraoka, I., Sawada, J., Saijo, M., Drapkin, R., Kisselev, A.F., Tanaka, K., Nakatani, Y.: "The ubiquitin ligase activity in the DDB2 and CSA complexes in differentially regulated by the COP9 signalosome in response to DNA damage"Cell. 113. 357-67 (2003)
• [文献書誌] Kuraoka, I., Endou, M., Yamaguchi, Y., Wada, T., Handa, H., Tanaka, K.: "Effects of endogenous DNA base lesions on transcription elongation by mammalian RNA polymerase II. Implications for transcription-coupled DNA repair and transcriptional mutagenesis"J Biol Chem. 278. 7294-9 (2003)