標的組換え効率が高いニワトリBリンパ細胞株、DT40が効率の高い原因の解明

• 研究課題/領域番号: 17390076
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 武田 俊一 京都大学, 医学研究科, 教授 (60188191)
• 研究分担者: 竹中 克也 京都大学, 医学研究科, 21世紀COE特任助手 (20378706)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 14,200千円 (直接経費: 14,200千円); 2006年度: 11,200千円 (直接経費: 11,200千円); 2005年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: 相同DNA組換え / 標的組換え / DT40細胞 / 遺伝子破壊 / Rad18 / Ubc13 / Fbh1 / DNA polymerase / 遺伝学 / 癌 / 細胞・組織 / 放射線 / 老化

研究概要

高等真核細胞(昆虫、植物、ヒト)に導入されたゲノムDNAコンストラクトは、稀に染色体に組込まれる(integration)。この組込みは通常ランダムに起こる。そして、導入DNAコンストラクトと染色体上の遺伝子との相同DNA組換えによって起こる標的組換え(targeted integration)は非常に稀である。その唯一の例外として、私は、1991年にニワトリBリンパ細胞株、DT40が標的組換えとランダムな組込みとを同頻度で起こることを見出した(Cell 67:179-188,1991)。我々の研究の最終目標は、ニワトリBリンパ細胞でのみなぜ高頻度に標的組換えが起こるかを解明することにある。この最終目標は達成できなかった。しかし、DT40を使った遺伝子破壊実験によって、相同組換えについて以下の知見を得られた。
(1)Rad18E3ユビキチンリガーゼが、非相同末端結合に関与する分子をユビキチン化することによって間接的に相同組換えを促進することを、遺伝学的手法によって証明した(Saberi et al.,2007)。
(2)Ubc13E2ユビキチンリガーゼが、未知の分子をユビキチン化することによって相同組換えを促進することを証明した(Zhao et al.,2007)。現在、この未知分子を解析中である。
(3)FBH1は、Bloomhelicaseと同様に、相同組換えの後期のステップを抑制することを遺伝学的に証明した(Kohzaki et al.,2007)。
(4)DNA polymerase N(PolN)が、一部の相同組み換えに関与することを示した(論文準備中)。現在、PolNと他のDNA polymeraseとの機能的重複を解析中である。

研究成果

• [雑誌論文] A critical role for the ubiquitin-conjugating enzyme Ubc13 in initiating homologous recombination. (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhao GY, Sonoda E, Barber LJ, Oka H, Murakawa Y, Yamada K, Ikura T, Wang X, Kobayashi M, Yamamoto K, Boulton SJ, Takeda S
  • 雑誌名: Mol Cell 25 ページ: 663-675
  • NAID: 130007000910
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cooperative Roles of Vertebrate Fbh1 and Blm DNA Helicases in Avoidance of Crossovers during Recombination Initiated by Replication Fork Collapse. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kohzaki M, Hatanaka A, Sonoda E, Yamazoe M, Kikuchi K, Trung NV, Szuts D, Sale JE, Shinagawa H, Watanabe M, Takeda S
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 27 ページ: 2812-2820
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] RAD18 and poly[ADP ribose]polymerase independently suppress the access of nonhomologous end joining to double strand breaks and facilitate homologous recombination mediated repair. (2007)
  • 著者名/発表者名: Saberi A, Hochegger H, Szuts D, Lan L, Yasui A, Sale JE, Taniguchi Y, Murakawa Y, Hua W, Yokomori K, Helleday T, Teraoka H, Arakawa H, Buerstedde JM, Takeda S
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 27 ページ: 2562-2571
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A critical role for the ubiquitin-conjugating enzyme Ubc13 in initiating homologous recombination. (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhao GY, Sonoda E, Barber LJ, Oka H, Murakawa Y, Yamada K, Ikura T, Wang X, Kobayashi M, Yamamoto K, Boulton SJ, Takeda S.
  • 雑誌名: Mol Cell. 25 ページ: 663-675
  • NAID: 130007000910
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cooperative Roles of Vertebrate Fbh1 and Blm DNA Helicases in Avoidance of Crossovers during Recombination Initiated by Replication Fork Collapse. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kohzaki M, Hatanaka A, Sonoda E, Yamazoe M, Kikuchi K, Trung NV, Szuts D, Sale JE, Shinagawa H, Watanabe M, Takeda S.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 27 ページ: 2812-2820
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] RAD18 and poly[ADP ribose]polymerase independently suppress the access of nonhomologous end joining to double strand breaks and facilitate homologous recombination mediated repair. (2007)
  • 著者名/発表者名: Saberi A, Hochegger H, Szuts D, Lan L, Yasui A, Sale JE, Taniguchi Y, Murakawa Y, Hua W, Yokomori K, Helleday T, Teraoka H, Arakawa H, Buerstedde JM, Takeda S.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 27 ページ: 2562-2571
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A critical role for the ubiquitin-conjugating enzyme Ubc13 in initiating homologuous recombination. (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhao GY, Sonoda E, Barber LJ, Oka H, Murakawa Y, Yamada K, Ikura T, Wang X, Kobayashi M, Yamamoto K, Boulton SJ, Takeda S
  • 雑誌名: Mol Cell 25 ページ: 663-675
• [雑誌論文] RAD18 and poly[ADP ribose]polymerase independently suppress the access of nonhomologous end joining to double strand breaks and facilitate homologous recombination mediated repair. (2007)
  • 著者名/発表者名: Saberl A, Hochegger H, Szuts D, Lan L, Yasul A, Sale JE, Taniguchi Y, Murakawa Y, Hua W, Yokomori K, Helleday T, Teraoka H, Arakawa H, Buerstedde JM, Takeda S
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 27 ページ: 2562-2571
• [雑誌論文] Involvement of vertebrate Polkappa in translesion DNA synthesis across DNA monoalkylation damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takenaka T, Ogi T, Okada T, Sonoda E, Guo C, Friedberg EC, Takeda S
  • 雑誌名: J Biol Chem 281 ページ: 2000-2004
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Genetic dissection of vertebrate 53BP1 : a major role in non-homologous end joining of DNA double strand breaks. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Sakai W, Kawamoto T, Bree RT, Lowndes NF, Takeda S, Taniguchi Y
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst) 5 ページ: 741-749
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] REV1 Protein Interacts with PCNA : Significance of the REV1 BRCT Domain In Vitro and In Vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Guo C, Sonoda E, Tang TS, Parker JL, Bielen AB, Takeda S, Ulrich HD, Friedberg EC
  • 雑誌名: Mol Cell 23 ページ: 265-271
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Differential usage of non-homologous end-joining and homologous recombination in double strand break repair. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sonoda E, Hochegger H, Saberi A, Taniguchi Y, Takeda S
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst) 5 ページ: 1021-1029
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ubiquitin-Binding Motifs in REV1 Protein Are Required For Its Role in the Tolerance of DNA Damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Guo C, Tang TS, Bienko M, Parker JL, Bielen AB, Sonoda E, Takeda S, Ulrich HD, Dikic I, Friedberg EC
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 26 ページ: 8892-8900
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vertebrate POLQ and POL β cooperate in Base Excision Repair of Oxidative DNA Damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura A, Kohzaki M, Nakamura J, Asagoshi K, Sonoda E, Hou E, Prasad R, Wilson SH, Tano K, Yasui A, Lan L, Seki M, Wood RD, Arakawa H, Buerstedde JM, Hochegger H, Okada T, Hiraoka M, Takeda S
  • 雑誌名: Mol Cell 24 ページ: 115-125
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of vertebrate Polkappa in translesion DNA synthesis across DNA monoalkylation damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takenaka K, Ogi T, Okada T, Sonoda E, Guo C, Friedberg EC, Takeda S.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 281 ページ: 2000-2004
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Genetic dissection of vertebrate 53BP1 : a major role in non-homologous end joining of DNA double strand breaks. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Sakai W, Kawamoto T, Bree RT, Lowndes NF, Takeda S, Taniguchi Y.
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst) 5 ページ: 741-749
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] REV1 Protein Interacts with PCNA : Significance of the REV1 BRCT Domain In Vitro and In Vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Guo C, Sonoda E, Tang TS, Parker JL, Bielen AB, Takeda S, Ulrich HD, Friedberg EC.
  • 雑誌名: Mol Cell. 23 ページ: 265-271
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Differential usage of non-homologous end-joining and homologous recombination in double strand break repair. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sonoda E, Hochegger H, Saberi A, Taniguchi Y, Takeda S.
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst). 5 ページ: 1021-1029
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ubiquitin-Binding Motifs in REV1 Protein Are Required For Its Role in the Tolerance of DNA Damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Guo C, Tang TS, Bienko M, Parker JL, Bielen AB, Sonoda E, Takeda S, Ulrich HD, Dikic I, Friedberg EC.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 26 ページ: 8892-8900
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Vertebrate POLQ and POLβ cooperate in Base Excision Repair of Oxidative DNA Damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura A, Kohzaki M, Nakamura J, Asagoshi K, Sonoda E, Hou E, Prasad R, Wilson SH, Tano K, Yasui A, Lan L, Seki M, Wood RD, Arakawa H, Buerstedde JM, Hochegger H, Okada T, Hiraoka M, Takeda S.
  • 雑誌名: Mol Cell. 24 ページ: 115-125
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ubiquitin-Binding Motifs in REV1 Protein Are Required For Its Role in the Tolerance of DNA Damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Guo C, Tang TS, Blenko M, Parker JL, Bielen AB, Sonoda E, Takeda S, Ulrich HD, Dikic I, Friedberg EC
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 26 ページ: 8892-8900
• [雑誌論文] Vertebrate POLQ and POL β cooperate in Base Excision Repair of Oxidative DNA Damage. Mol Cell. 24 : 115-25 (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura A, Kohzakl M, Nakamura J, Asagoshi K, Sonoda E, Hou E, Prasad R, Wilson SH, Tano K, Yasul A, Lan L, Sekl M, Wood RD, Arakawa H, Buerstedde JM, Hochegger H, Okada T, Hiraoka M, Takeda S
  • 雑誌名: Mol Cell 24 ページ: 115-125
• [雑誌論文] Involvement of vertebrate Polkappa in translesion DNA synthesis across DNA monoalkylation damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takenaka T, Ogi T, Okada T, Sonoda E, Guo C, Friedberg EC, Takeda S
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 2000-2004
• [雑誌論文] Multiple roles of vertebrate REV genes in DNA repair and recombination (2005)
  • 著者名/発表者名: Okada T, Sonoda E, Yoshimura M, Kawano Y, Saya H, Kozaki M, Takeda S
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 25 ページ: 6103-6111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Multiple roles of vertebrate REV genes in DNA repair and recombination (2005)
  • 著者名/発表者名: Okada T, Sonoda E, Yoshimura M, Kawano Y, Saya H, Kozaki M, Takeda S.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 25 ページ: 6103-6111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Multiple roles of vertebrate REV genes in DNA repair and recombination, (2005)
  • 著者名/発表者名: Okada T, Sonoda E, Yoshimura M, Kawano Y, Saya H, Kozaki M, Takeda S
  • 雑誌名: Molecular Cell Biology 25 ページ: 6103-6111