真核細胞の新規DNA修復系の検出と修復機構の解析

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07272209
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 榎本 武美 東北大学, 薬学部, 教授 (80107383)
• 研究分担者: 多田 周右 東京大学, 薬学部, 助手 (00216970)
• キーワード: DNA修復 / RecQホモローグ / アルキル化剤 / ブルーム症候群 / TPS1 / 遺伝子破壊株 / 胞子形成

研究概要

我々は、色素性乾皮症(XP)C群の患者の細胞で、DNAヘリカーゼの一つが変化(変異ではない)しているのを見い出しこの遺伝子をクローニングし、大腸菌のRecQ蛋白ホモローグであることを明らかにした。そこで本研究では、真核細胞のRecQがDNA修復の過程でどのような役割を果たしているかを解析することを目的とした。
ヒトおよび大腸菌のRecQの間で相同性の高い部分の塩基配列を利用して出芽酵母の相同遺伝子をクローニングした。得られた相同遺伝子は検索の結果、TPS1(topoisomerase poor growth suppressor)と同一のものであった。このTPS1遺伝子の破壊株を作製し、その性状を調べた。破壊株は、紫外線やX線には感受性を示さなかったが、MMSやEMS等のアルキルカ化剤に感受性になった。また、胞子形成能が野生株の1/8〜1/25に低下しており、減数分裂時の組み換えの頻度も約1/10に低下していた。ごく最近、ヒトの遺伝病ブルーム症候群の原因遺伝子(BLM)がクローニングされ、コードされる蛋白はRecQにホモロジーが高いことが示された。しかし、この遺伝子は我々がクローニングしたものと同じものではなく、ヒトには少なくとも二つのRecQホモローグがあることが明らかになった。酵母のTPS1は我々のクローニングしたヒトRecQよりBLMに近く、酵母の遺伝子破壊株の観察は酵母のBLM遺伝子の機能を解析したことになり、ブルーム症候群の患者の細胞はEMSに感受性であり、患者は不稔になるという報告と一致し、このRecQはブルーム症候群で欠陥のある修復過程に関与する蛋白であることが明らかになった。
一方、今一つRecQの方も減数分裂時のDNA組み換えに関与する可能性を示唆する結果が得られた。

研究成果

• [文献書誌] Shusuke Tada: "Characterization of the properties of a human homologue of Escherichia coli RecQ from xerodermapigmentosum group C and from HeLa cells" Cell Structure and Function. 21(in press). (1996)
• [文献書誌] Masayuki Seki: "Characterization of DNA synthesis and DNA-dependent ATPase activity at the restrictive temperature in temperature-sensitive mutants,tsFT848 cells with thermolabite DNA helicase B" Molecular and Cellular Biology. 15. 165-172 (1995)
• [文献書誌] Akiko Saitoh: "Stimulation of mouse DNA primase-catalyzed oligoribonucleotide synthesis by mouse DNA helicase B" Nucleic Acids Research. 23. 2014-2018 (1995)
• [文献書誌] Ken Matsumoto: "Stimulation of DNA synthesis by mouse DNA helicase B in a DNA replication system containing eukaryotic replication origins." Biochemistry. 34. 7913-7922 (1995)
• [文献書誌] Toshihiko Eki: "Efficient replication of polyomavirus DNA in a cell-free system supplemented with Escherichia coli single-stranded DNA binding protein,which exhibits species-specificity in" Journal of Biochemistry. 118. 435-441 (1995)