ヒトDNA鎖切断修復の逆遺伝学的解析と医療への応用

• 研究課題/領域番号: 18018034
• 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: 横浜市立大学
• 研究代表者: 足立 典隆 横浜市立大学, 国際総合科学研究科, 准教授 (30264675)
• 研究分担者: 小山 秀機 横浜市立大学, 国際総合科学研究科, 名誉教授 (40085626)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円); 2007年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円); 2006年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
• キーワード: ヒト遺伝子 / ノックアウト / DNA鎖切断 / TDP1 / Nalm-6

研究概要

DNA鎖切断修復経路の異常や欠損はさまざまな遺伝病やがんと密接に関連する.我々は最近,ヒトpre-B由来リンパ球細胞株Nalm-6を用いて,遺伝子ノックアウトを郊率良く行えるシステムの開発に成功した.そこで本研究では,DNA鎖切断修復に関わる遺伝子について系統的に遺伝子ノックアウトを行い,得られた変異細胞株の表現型解析を行った.特に,二重変異株の作製と解析により,遺伝子間あるいは経路間の相互作用の解析を進めた.主な成果の概要は以下の通りである.
・二本鎖切断修復に関わる遺伝子の機能解析を行い,特にBLM(ブルーム症候群原因遺伝子)やp53,DNA ligase IV,Mus81エンドヌクレアーゼ,FANCB(ファンコニー貧血原因遺伝子の一つ)の変異株の詳細な表現型解析から,ヒト細胞におけるこれら遺伝子群の相互作用を明らかにした.
・DNA二本鎖切断の修復には,相同組換えとエンドジョイニングの双方が重要な働きをしているが,傷の種類や量によって各経路の働きが大きく異なることを明らかにした.
・TDP1(脊髄小脳失調症SCAN1原因遺伝子)欠損細胞は,カンプトテシンやブレオマイシンなどの抗がん剤に対して高感受性を示すが,APTX(脊髄小脳失調症AOA1/EAOH原因遺伝子)欠損細胞ではこうした表現型が観察されないことを明らかにした.
・DNA ligase IVとArtemis(ともに重症複合免疫不全症の原因遺伝子)はともにエンドジョイニング経路において機能しているが,Artemisはこれとは別の機能,すなわち修復経路選択のステップにも関わっていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] The requirement of Artemis in double-strand break repair depends on the type of DNA damage (2008)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, A., et. al.
  • 雑誌名: DNA Cell Biol 27 ページ: 55-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absence of p53 enhances growth defects and etoposide sensitivity of human cells lacking the Bloom syndrome helicase BLM (2007)
  • 著者名/発表者名: So, S., et. al.
  • 雑誌名: DNA Cell Biol 26 ページ: 517-525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human Mus81 and FANCB independently contribute to repair of DNA damage during replication (2007)
  • 著者名/発表者名: Nomura, Y., et. al.
  • 雑誌名: Genes Cells 12 ページ: 1111-1122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absence of p53 enhances growth defects and etoposide sensitivity of human cells lacking the Bloom syndrome helicase BLM. (2007)
  • 著者名/発表者名: So, S.et al.
  • 雑誌名: DNA Cell Biol. (In press)
• [雑誌論文] Enhanced gene targeting efficiency by siRNA that silences the expression of the Bloom syndrome gene in human cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: So, S.et al.
  • 雑誌名: Genes Cells 11(4) ページ: 363-371
• [雑誌論文] Parp-1 protects homologous recombination from interference by Ku and Ligase IV in vertebrate cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hochegger, H.et al.
  • 雑誌名: EMBO J. 25(6) ページ: 1305-1314
• [雑誌論文] 53BP1 contributes to survival of cells irradiated with X-ray during Gl without Ku70 or Artemis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwabuchi, K.et al.
  • 雑誌名: Genes Cells 11(8) ページ: 935-948
• [雑誌論文] Simple one-week method to construct gene-targeting vectors : application to production of human knockout cell lines. (2006)
  • 著者名/発表者名: Iiizumi, S.et al.
  • 雑誌名: BioTechniques 41(1) ページ: 311-316