誘発突然変異と複製後修復経路の制御機構の解明に向けた生化学的分子基盤の確立

• 研究課題/領域番号: 24310040
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 増田 雄司 名古屋大学, 医学系研究科(環医), 准教授 (30273866)
• 連携研究者: 益谷 央豪 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (40241252) ; 金尾 梨絵 名古屋大学, 環境医学研究所, 助教 (30542287)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2014年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 複製後修復 / 損傷乗り越え DNA 合成 / 脱ユビキチン / PCNA / ポリユビキチン化 / 突然変異誘発 / 損傷乗り越えDNA合成 / ユビキチン / HLTF / RAD6-RAD18 / template switch

研究成果の概要

放射線や環境変異原によって引き起こされる重要な生物影響の一つは突然変異の誘発であり、その分子機構の解明は当該研究分野の重要課題である。誘発突然変異の主要な原因である複製後修復には、忠実度の低い損傷乗り越えDNAポリメラーゼによる損傷乗り越えDNA合成経路と、鋳型鎖交換反応を介した忠実度の高いDNAポリメラーゼによる経路が存在し、その制御は遺伝的安定性の維持に極めて重要である。本研究では、これら二つの経路を制御するPCNAのモノ/ポリユビキチン化と脱ユビキチン化の試験管内の再構成系を確立し、その生化学反応を解析した。

研究成果

• [雑誌論文] Relevance of simultaneous mono-ubiquitinations of multiple units of PCNA homo-trimers in DNA damage tolerance. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kanao R, Masuda Y, Deguchi S, Yumoto-Sugimoto M, Hanaoka F, Masutani C
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 2 ページ: e0118775-e0118775
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0118775
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Guanine-5-carboxylcytosine base pairs mimic mismatches during DNA replication. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibutani T, Ito S, Toda M, Kanao R, Collins LB, Shibata M, Urabe M, Koseki H, Masuda Y, Swenberg JA, Masutani C, Hanaoka F, Iwai S, Kuraoka I
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 5220-5220
  • DOI: 10.1038/srep05220
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel ATM/TP53/p21-mediated checkpoint only activated by chronic γ-irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: CAO Lili, KAWAI Hidehiko, SASATANI Megumi, IIZUKA Daisuke, MASUDA Yuji, INABA Toshiya, SUZUKI Keiji, OOTSUYAMA Akira, UMATA Toshiyuki, KAMIYA Kenji, SUZUKI Fumio
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 8 ページ: e104279-e104279
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0104279
  • NAID: 120006986457
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Strand breakage of (6-4) photoproduct-containing DNA at neutral pH and its repair by the ERCC1-XPF protein complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Arichi N, Yamamoto J, Takahata C, Masuda Y, Kuraoka I, Iwai S
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 11 号: 21 ページ: 3526-3534
  • DOI: 10.1039/c3ob00012e
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel interplay between the Fanconi anemia core complex and ATR-ATRIP kinase during DNA cross-link repair (2013)
  • 著者名/発表者名: J Tomida, A Itaya, T Shigechi, J Unno, E Uchida, M Ikura, Y Masuda, S Matsuda J Adachi, M Kobayashi, AR Meetei, Y Maehara, K Yamamoto K Kamiya, A Matsuura, T Matsuda. T Ikura, M Ishiai, M Takata
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: VOL. 41 号: 14 ページ: 6930-6941
  • DOI: 10.1093/nar/gkt467
  • 査読あり
• [雑誌論文] <i>In Vitro</i> Studies of Exchanges between Replicative and Translesion DNA Polymerases in the Eukaryotic Post-replication Repair Pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Masuda Y*
  • 雑誌名: Genes and Environment 巻: 34 号: 2 ページ: 70-76
  • DOI: 10.3123/jemsge.34.70
  • NAID: 10030311492
  • ISSN: 1880-7046, 1880-7062
  • 査読あり
• [雑誌論文] En bloc transfer of polyubiquitin chains to PCNA in vitro is mediated by two different human E2-E3 pairs (2012)
  • 著者名/発表者名: Masuda Y
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 40(20) 号: 20 ページ: 10394-10407
  • DOI: 10.1093/nar/gks763
  • 査読あり
• [学会発表] ヒト細胞におけるPCNAの翻訳後修飾によるDNA損傷トレランス制御機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金尾梨絵, 増田雄司, 花岡文雄, 益谷央豪
  • 学会等名: 平成26年度「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-01-27 – 2015-01-28
• [学会発表] HECTタイプのユビキチンリガーゼ、E6AP-E6複合体によるユビキチン鎖伸長反応の分子機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 柊元 巌, 益谷央豪
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 変異体PCNA発現ヒト細胞を用いたDNA損傷トレランス制御の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金尾梨絵, 増田雄司, 花岡文雄, 益谷央豪
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Interactions between PCNA and Y-family DNA polymerases (2014)
  • 著者名/発表者名: Masuda Y, Kanao R, Ohmori H, Hanaoka F, Masutani C
  • 学会等名: The 9th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [学会発表] Relevance of simultaneous mono-ubiquitinations of multiple units of PCNA homo-trimers in DNA damage tolerance (2014)
  • 著者名/発表者名: Masutani C, Kanao R, Masuda Y, Hanaoka F
  • 学会等名: The 9th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [学会発表] Analysis of a novel DNA-dependent ubiquitin ligase, human HLTF (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S, Masuda Y, Masutani C
  • 学会等名: The 9th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [学会発表] ユビキチンリガーゼによるユビキチン鎖リンケージとユビキチン鎖の伸長制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所研究集会「染色体ＤＮＡの安定維持の分子メカニズム」
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] DNAポリメラーゼηとPCNAの相互作用の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 金尾梨絵, 大森治夫, 花岡文雄, 益谷央豪
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第57回大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-10-01 – 2014-10-03
• [学会発表] DNAポリメラーゼηのPCNA相互作用部位の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 金尾梨絵, 大森治夫, 花岡文雄, 益谷央豪
  • 学会等名: 日本遺伝学会第86回大会
  • 発表場所: 長浜
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] Different types of interactions between PCNA and Y-family DNA polymerases for translesion DNA synthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Masud Y, Kanao R, Ohmori H, Hanaoka F, Masutani C
  • 学会等名: ZING conference, DNA Polymerases: Biology, Diseases and Biomedical Applications Conference 2014
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [学会発表] The short CCG run in Huntingtin (HTT) gene is an obstacle for replicative DNA polymerases, potentially hampering the fork progression (2014)
  • 著者名/発表者名: Hang LP, Furukohri A, Masuda Y, Maki S, Katayama T, Maki H
  • 学会等名: ZING conference, DNA Polymerases: Biology, Diseases and Biomedical Applications Conference 2014
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [学会発表] PCNAのユビキチン修飾による複製後修復経路の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 益谷央豪
  • 学会等名: 変異機構研究会・第27回夏の学校
  • 発表場所: 小牧
  • 年月日: 2014-06-21 – 2014-06-22
• [学会発表] Two different types of interactions between PCNA and Y-family DNA polymerases have distinct roles for translesion DNA synthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Y Masuda, R Kanao, H Ohmori, F Hanaoka, C Masutani
  • 学会等名: International Symposium on Xeroderma Pigmentosum and Related Diseases: Disorders of DNA Damage Response-Bench to Bedside-
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸）
• [学会発表] Yファミリ―DNAポリメラーゼとPCNAとの相互作用による損傷乗り越えDNA合成経路の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 金尾梨絵, 益谷央豪
  • 学会等名: 変異機構研究会・第26回夏の学校
  • 発表場所: アイプラザ一宮（一宮）
• [学会発表] Yファミリ―DNAポリメラーゼとPCNAとの相互作用の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 金尾梨絵, 益谷央豪
  • 学会等名: 日本遺伝学会第85回大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学 日吉キャンパス（横浜）
• [学会発表] DNAポリメラーゼηとPCNAとの相互作用による損傷乗り越えDNA合成経路の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 金尾梨絵, 益谷央豪
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第56回大会
  • 発表場所: ホテルクラウンパレス青森 （青森）
• [学会発表] ヒトYファミリ―DNAポリメラーゼとPCNAとの相互作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 金尾梨絵, 益谷央豪
  • 学会等名: 第22回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • 発表場所: ホテルニュー水戸屋（仙台）
• [学会発表] PCNAのユビキチン修飾による複製後修復経路の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所・研究会「染色体DNAの安定維持の分子メカニズム」
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所（三島）
  • 招待講演
• [学会発表] En bloc transfer of poly-ubiquitin chains to PCNA in vitro, implication in regulation of post-replication repair pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Masuda Y, Suzuki M, Kawai H, Hishiki A, Hashimoto H, Masutani, C, Hishida T, Suzuki F, Kamiya K
  • 学会等名: The 28th Radiation Biology Center International Symposium
  • 発表場所: COOP Inn Kyoto (京都)
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] En bloc transfer of poly-ubiquitin chains to PCNA in vitro is mediated by two different human E2-E3 pairs (2012)
  • 著者名/発表者名: Masuda Y, Suzuki M, Kawai H, Hishiki A, Hashimoto H, Masutani C, Hishida T, Suzuki F, Kamiya K
  • 学会等名: The 8th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場(淡路)
  • 年月日: 2012-11-26
• [学会発表] PCNAのユビキチン化の分子機構と複製後修復経路の制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司
  • 学会等名: 日本環境変異原学会-変異機構研究会・第25回夏の学校
  • 発表場所: 小牧勤労センター(小牧)
• [学会発表] En bloc transfer of poly-ubiquitin chains to PCNA in vitro mediated by two human E2-E3 pairs (2012)
  • 著者名/発表者名: Masuda Y
  • 学会等名: Mutagenesis, Gordon Research Conferences, A Delicate Balance : Cellular Mutation Pathways in Genetic Stability and Disease
  • 発表場所: Salve Regina University (Newport, USA)
• [学会発表] ヒトPCNAのユビキチン化酵素RAD6-RAD18複合体の構造と機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司、鈴木美紀、益谷央豪、神谷研二
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第55回大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス(仙台)
• [学会発表] PCNAのユビキチン化の新規分子機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司、益谷央豪
  • 学会等名: 日本遺伝学会第84回大会
  • 発表場所: 九州大学医学部(福岡)(招待講演)
• [学会発表] ヒトPCNAのポリュビキチン化の新規分子機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司、鈴木美紀、河合秀彦、菱木麻美、橋本 博、益谷央豪、神谷研二
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡)
• [備考] 名古屋大学環境医学研究所
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp
• [備考] 名古屋大学環境医学研究所ゲノム動態制御分野
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/genome/home.html
• [備考] 名古屋大学環境医学研究所
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp
• [備考] 名古屋大学環境医学研究所ゲノム動態制御分野
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/genome/home.html
• [備考]
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/