DNA修復におけるクロマチン構造変換とその制御機構

• 研究課題/領域番号: 16209003
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 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)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 47,970千円 (直接経費: 36,900千円、間接経費: 11,070千円); 2006年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円); 2005年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2004年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
• キーワード: DNA修復 / クロマチン構造 / ヌクレオチド除去修復 / XPCタンパク質 / UV-DDB / ユビキチン化 / centrin 2 / コンデンシン / ヒストンアセチル化 / CBP / NER / DDB因子

研究概要

本代表研究者および研究分担者は、NERやTLSなどのDNA修復系にクロマチン構造がどのような影響を及ぼすのかを中心に、それぞれの分子機構や他の修復系あるいはDNA代謝との相互作用について広く解析し、以下にまとめるような知見を得た。
1)GGRにおいて損傷認識段階に働くXPC-HR23-centrin2複合体中のHR23AとHR23BとがNERにおける機能としてほぼ同等であること、したがって一方が無くなっても他方が充分量存在すればNERには問題がないこと、を明らかにした。
2)裸の損傷DNAに対する結合と比較すると、ヌクレオソーム構造によりXPC複合体の結合活性は強く阻害された。一方、ヌクレオソーム構造が損傷部位ではなく非損傷部位にある場合には、XPC複合体の損傷認識に有利であることが明らかになった。
3)XPCタンパク質が紫外線照射によりユビキチン化を受けること、UV-DDBを欠損するXP-E細胞においては、そのユビキチン化が起きないことを見いだした。またXPCタンパク質はUV-DDB複合体によって直接ユビキチン化を受けること、ユビキチン化されたXPC複合体は紫外線損傷により強く結合すること、UV-DDBのサブユニットであるDDB2は自己ユビキチン化を受け、これはプロテアソームにより分解を受けることを明らかにした。
4)XPC複合体のサブユニットの一つであるcentrin2はXPCタンパク質の損傷特異的な結合を促進することによってDNA損傷の両側での切断反応を高めることを無細胞NER系を用いて明らかにした。また細胞レベルでもcentrin2との結合が出来ないXPCタンパク質はNER活性が有意に低下していた。
5)M期染色体凝縮因子コンデンシンIが間期においてCK2によりリン酸化されることを見いだした。そして間期のリン酸化はM期のそれとは逆にコンデンシンIを抑制的に制御していた。

研究成果

• [雑誌論文] Mutational analyses of a single-stranded telomeric DNA binding domain of fission yeast pot1 : conflict with X-ray crystallographic structure. (2007)
  • 著者名/発表者名: Torigoe, H. et al.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 71(2) ページ: 481-490
• [雑誌論文] A kinase subunit of the human mediator complex, CDK8, positively regulates transcriptional activation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Furumoto, T. et al.
  • 雑誌名: Genes Cells 12(1) ページ: 119-132
• [雑誌論文] Negative regulation of condensin I by CK2-mediated phosphorylation (2006)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, A., Kimura, K., Yanagisawa, J., Yokoyama, S., and Hanaoka, F.
  • 雑誌名: EMBO J. 25(22) ページ: 5339-5348
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Conserved XPB core structure and motifs for DNA unwinding :implications for pathway selection of transcription or excision repair (2006)
  • 著者名/発表者名: Fan, L., Anrai, A.S., Cooper, P.K., Iwai, S., Hanaoka.F., and Tainer, J.
  • 雑誌名: Mol.Cell 22(1) ページ: 27-37
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Negative regulation of condensin I by CK2-mediated phosphorylation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, A., Kimura, K., Yanagisawa, J., Yokoyama, S., Hanaoka, F.
  • 雑誌名: EMBO J. 25(22) ページ: 5339-5348
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Conserved XPB core structure and motifs for DNI unwinding : implications for pathway selection o transcription or excision repair. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fan, L., Arvai, A. S., Cooper, P. K., lwai, S., Hanaoka, F., Tamer, J. A.
  • 雑誌名: Mol. Cell 22(1) ページ: 27-37
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chromatin loading of Smc5/6 is induced by DNA replication but not by DNA double-strand breaks. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuyama, T. et al.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 351(4) ページ: 935-939
• [雑誌論文] Negative regulation of condensin I by CK2-mediated phosphorylation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, A. et al.
  • 雑誌名: EMBO J. 25(22) ページ: 5339-5348
• [雑誌論文] Crystal structure of SUMO-3-modified thymine-DNA glycosylase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Baba, D. et al.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 359(1) ページ: 137-147
• [雑誌論文] Conserved XPB core structure and motifs for DNA unwinding : implications for pathway selection of transcription or excision repair. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fan, L.et al.
  • 雑誌名: Mol. Cell 22(1) ページ: 27-37
• [雑誌論文] Centrin 2 stimulates nucleotide excision repair by interacting with xeroderma pigmentosum group C protein (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishi, R., Okuda, Y., Watanabe, E., Mori, T., Iwai, S., Masutani, C., Sugasawa, K., and Hanaoka, F.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 25(13) ページ: 5664-5674
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] UV-induced ubiquitylayion of XPC protein mediated by UV-DDB-ubiquitin ligase complex (2005)
  • 著者名/発表者名: Sugasawa, K., Okuda, Y., Saijo, M., Nishi, R., Matsuda, N., Chu, G., Mori, T., Iwai, S., Tanaka, K., Tanaka, K., and Hanaoka, F.
  • 雑誌名: Cell 121(3) ページ: 387-400
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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: Ysuda, T., Sugasawa, K., Shimizu, Y., Iwai, S., Shiomi, T., and Hanaoka, F.
  • 雑誌名: DNA Repair 4(3) ページ: 389-395
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Centrin 2 stimulates nucleotide excision repair by interacting with xeroderma pigmentosum group C protein. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishi, R., Okuda, Y., Watanabe, E., Mori, T., lwai, S., Masutani, C., Sugasawa, K., Hanaoka, F.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 25(13) ページ: 5664-5674
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [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., Okuda, Y., Saijo, M., Nishi, R., Matsuda, N., Chu, G., Mori, T., lwai, S., Tanaka, K., Tanaka, K., Hanaoka, F.
  • 雑誌名: Cell 121(3) ページ: 387-400
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [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: Ysuda, T., Sugasawa, K., Shimizu, Y., Iwai, S., Shiomi, T., Hanaoka, F.
  • 雑誌名: DNA Repair 4(3) ページ: 389-395
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Alterations of DNA and chromatin structures at telomeres and genetic instability in mouse cells defective in DNA polymerase α. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, M. et al.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 25 ページ: 11073-11088
• [雑誌論文] Conformational change in the catalytic site of the ribonuclease YoeB toxin by YefM antitoxin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kamada, K. et al.
  • 雑誌名: Mol.Cell 19 ページ: 497-509
• [雑誌論文] Signal transducer and activator of transcription 3 is a key regulator of keratinocyte survival and proliferation following UV irradiation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sano, S. et al.
  • 雑誌名: Cancer Res. 65 ページ: 5720-5729
• [雑誌論文] Centrin 2 stimulates nucleotide excision repair by interacting with xeroderma pigmentosum group C protein. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishi, R. et al.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 25 ページ: 5664-5674
• [雑誌論文] Crystal Structure of SUMO1-conjugated thymine DNA glycosylase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Baba, D. et al.
  • 雑誌名: Nature 435 ページ: 979-982
• [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 121 ページ: 387-400
• [雑誌論文] UV-induced ubiquitylation of XPC protein modiated by UV-DDB-ubiquitin ligase complex. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sugasawa, K. et al.
  • 雑誌名: Cell (in press)
• [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
• [雑誌論文] Relative levels of the two mammalian Rad23 homologs determine composition and stability of th exeroderma pigmentosum group C protein complex (2004)
  • 著者名/発表者名: Okuda, Y., Nishi, R., Ng, J.M.Y., Vermeulen, W., van der Horst, G.T.J., Mori, T., Hoeijmakers, J.H.J., Hanaoka, F., and Sugasawa, K.
  • 雑誌名: DNA Repair 3(10) ページ: 1285-1295
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Relative levels of the two mammalian Rad23 homologs determine composition and stability of the xeroderma pigmentosum group C protein complex. (2004)
  • 著者名/発表者名: Okuda, Y., Nishi, R., Ng, J. M. Y., Vermeulen, W., van der Horst, G. T. J., Mori, T., Hoeijmakers, J. H. J., Hanaoka, E. Sugasawa, K.
  • 雑誌名: DNA Repair 3(10) ページ: 1285-1295
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] DNA binding properties of human DNA polymerase η: implications for fidelity and polymerase switching of translesion synthesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kusumoto, R. et al.
  • 雑誌名: Genes Cells 9 ページ: 1139-1150
• [雑誌論文] Direct association with inner centromere protein (INCENP) activates the novel chromosomal passenger protein, Aurora-C. (2004)
  • 著者名/発表者名: Li, X.et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 47201-47211
• [雑誌論文] Relative levels of the two mammalian Rad23 homologs determine composition and stability of the xeroderma pigmentosum group C protein complex. (2004)
  • 著者名/発表者名: Okuda, Y. et al.
  • 雑誌名: DNA Repair 3 ページ: 1285-1295
• [雑誌論文] Localization of human Mcm10 is spatially and temporally regulated during S phase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Izumi, M. et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 32569-32577
• [図書] がん研究のいま(1)発がんの分子機構と防御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 笹月 健彦, ら
  • 総ページ数: 197
  • 出版者: 東京大学出版会
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] がん研究のいま(1)発がんの分子機構と防御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 笹月 健彦ら
  • 総ページ数: 197
  • 出版者: 東京大学出版会