ゲノムアダプテーションにおける損傷乗り越えＤＮＡ複製の役割

• 研究領域: ゲノムアダプテーションのシステム的理解
• 研究課題/領域番号: 23125507
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 益谷 央豪 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (40241252)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 23,400千円 (直接経費: 18,000千円、間接経費: 5,400千円); 2012年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2011年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
• キーワード: DNA損傷 / DNA修復 / DNA複製 / 損傷乗り越え複製 / タンパク質間相互作用 / DNA損傷トレランス / DNAポリメラーゼ

研究実績の概要

損傷乗り越え複製において中心的な役割を担うPolhのゲノムアダプテーションにおける役割について検討した。特に、ゲノムの変化をもたらす主要な要因のひとつである酸化ストレスに対する応答を検討した。Polhの活性化には、PCNAのモノユビキチン化が重要な役割を担うが、酸化ストレスに応答して、ヒト細胞内でPCNAのモノユビキチン化が亢進された。酸化ストレスに対する応答は、損傷後のキネティクスにおいて、紫外線応答とは明らかに異なることを見出した。これらの成果から、DNA損傷の種類等に応じた損傷トレランス制御機構の存在が示唆された。さらに、PCNAのユビキチン化について、詳細な生化学的解析を行った結果、RAD5のヒトホモログであるHLTFは、E2上にポリユビキチン鎖を形成する酵素であり、モノユビキチン化とポリユビキチン化を問わず、PCNAにユビキチンを付加する酵素はRAD18であることを明らかにした。この成果により、モノユビキチン化により制御される損傷乗り越え複製とポリユビキチン化により制御されるテンプレートスイッチは、独立に制御され得るものであることが強く示唆された。さらに、細胞レベルでの解析により、PolhはRAD18によるPCNAのユビキチン化を促進することを見出した。そこで、ヒト細胞内におけるPolh-RAD18相互作用について詳細な解析を行い、PolhとRAD18が、従来報告されているよりもより複雑な相互作用をしていると考えられる結果を得て、相互作用領域の同定を進めた。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [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., et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 40 ページ: 10394-10407
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human DNA polymerase η and its regulatory mechanisms. (2012)
  • 著者名/発表者名: Masutani C.
  • 雑誌名: Genes and Environment 巻: 34 ページ: 63-69
  • NAID: 10030311408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Chaperone Hsp90 Regulates REV1-Mediated Mutagenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Pozo F.M., et al
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 巻: 31 ページ: 3396-3409
  • 査読あり
• [雑誌論文] NBS1 recruits RAD18 via a RAD6-like domain and regulates Polη-dependent translesion DNA synthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanagihara H., et al
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 43 ページ: 788-797
  • 査読あり
• [学会発表] ヒト細胞におけるモノユビキチン化PCNAによるDNA損傷トレランス制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金尾梨絵、他
  • 学会等名: 日本薬学会第133回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金尾梨絵、他
  • 学会等名: 35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 複製後修復におけるクロマチン構造の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新美敦子、他
  • 学会等名: 35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 酸化ストレスによって誘導されるPCNAのユビキチン化の制御機構と生理的意義 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柏葉脩一郎、他
  • 学会等名: 35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] Y-familiy DNAポリメラーゼは、発がんシグナルが誘導するDNA再複製に関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 関本隆志、他
  • 学会等名: 35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] ヒトPCNAのポリ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、他
  • 学会等名: 35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [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., et al.
  • 学会等名: 28th RBC-NIRS International Symposium
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Regulation of DNA damage tolerance by PCNA post-translational modifications in human cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanao R., et al.
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium
  • 発表場所: 淡路
  • 年月日: 2012-11-25
• [学会発表] The regulatory mechanism of PCNA monoubiquitination induced by oxidative stress is different from that induced by UV irradiation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kashiwaba S., et al.
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium
  • 発表場所: 淡路
  • 年月日: 2012-11-25
• [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., et al.
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium
  • 発表場所: 淡路
  • 年月日: 2012-11-25
• [学会発表] A role of chromatin remodellers in replication of damaged DNA. (2012)
  • 著者名/発表者名: Niimi A., et al.
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium
  • 発表場所: 淡路
  • 年月日: 2012-11-25
• [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: 福岡
  • 年月日: 2012-09-24
  • 招待講演
• [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、他
  • 学会等名: 放射線影響学会第55回大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] Analysis of mono-ubiquitylation of PCNA in human cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Masutani C.
  • 学会等名: US-Japan DNA repair meeting
  • 発表場所: Leesburg, USA
  • 年月日: 2012-04-11
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanisms and physiological relevance of mono-ubiquitylation of PCNA in human cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Masutani C., et al
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] ヒト細胞内のPCNAの翻訳後修飾によるDNA損傷トレランス制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金尾梨絵, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Y-family DNAポリメラーゼによる損傷乗り越えDNA合成は、cyclin E過剰発現によるDNA複製ストレス応答に関与する (2011)
  • 著者名/発表者名: 関本隆志, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Analysis of mechanisms and biological significance of oxidative streee-induced PCNA ubiquitination (2011)
  • 著者名/発表者名: 柏葉脩一郎, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Analysis of physiological relevance of PCNA mono-ubiquitination in human cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Masutani C., et al
  • 学会等名: 27^<th> RBC-NIRS International symposium
  • 発表場所: コープイン京都(京都府)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] Molecular chaperone hsp90 regulates REV1-mediated mutagenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Pozo F.M., et al
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2011-10-05
• [学会発表] Regulation of translesion DNA synthesis by post translational modifications of PCNA at lysine-164 in human cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanao R., et al
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2011-10-05
• [学会発表] XPV責任遺伝子産物Pol etaを制御するメカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 益谷央豪
  • 学会等名: 平成23年度日本環境変異原学会公開シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-28
• [備考]
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/genome.html
• [備考]
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/genome/home.html
• [備考]
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/3_organ.html