DNA組換えと組換え修復の普遍的機構

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08280102
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 品川 日出夫 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (40029799)
• 研究分担者: 城石 俊彦 国立遺伝学研究所, 遺伝実験生物保存研究センター, 助教授 (90171058) ; 小林 一三 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (30126057) ; 榎本 武美 東北大学, 薬学部, 教授 (80107383) ; 篠原 彰 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00252578) ; 森田 隆 大阪大学, 微生物病研究所, 助教授 (70150349)
• キーワード: 相同的DNA組換え / 組換え修復 / 不稔 / 減数分裂 / 結晶解析 / ブルーム症候群 / ウエルナ-症候群

研究概要

相同的DNA組換えと組換え修復の機構を解明するために、大腸菌、酵母、植物、哺乳動物など種々のモデル実験生物を研究材料に用いて研究した。
本年度の主要な研究成果は、
1.品川らは相同組換えの中間体Holliday構造に特異的に結合して、組換え中間体の解離に働くタンパク質RuvAの結晶解析とミュータント作成によって三次元構造とドメイン構造の役割を解明した。
2.篠原らは真核生物の相同組換えの中間過程に働き相同なDNA鎖同士の対合とDNA鎖の交換反応を行うタンパク質Rad51,Rad52,PRAの各々の機能が試験管内での組換え再構成実験によって明らかにした。
3.森田らは減数分裂期特異的組換えに関与するrecA/Rad51ホモログであるDmc1遺伝子をマウスから単離し、ノックアウトマウスを作成した。Dmc1のノックアウトマウスは減数分裂前期において相同な染色体の対合に欠陥をもち、精子および卵子の形成ができず不稔であった。Dmc1はマウスの成長には必要ないが減数分裂期組換えには必須であることを証明した。
4.榎本は若手で種々の癌が多発するブルーム症候群(BLM)や早老症の原因遺伝子WRNおよびそれらのマウスホモログのcDNAをクローニングして、種々の臓器でのmRNAの発現を解析した結果これらは、精巣で特に高く発現し、組換えとの関連が示唆された。
5.小林らは相同相互作用に依存する非相同組換えを解析し、ホモロジーの端でおきる非相同組換えを選択的に検出した。
6.城石はマウスのMHC領域内の組換え体に多数の自然突然変異が生ずることを発見し、これらをRim(Recombination inducedmutants)と命名した。

研究成果

• [文献書誌] Shinohara,A. and Ogawa,T.: "Stimulation by Rad52 of yeast Rad51-mediated recombination." Nature. 391. 404-407 (1998)
• [文献書誌] Nishino,T., Ariyoshi.M., Iwasaki,H., Shinagawa,H. and Morikawa,K.: "Functional Analysis of the domain structure in the Holliday junction binding protein RuvA." Structure. 6. 1-12 (1998)
• [文献書誌] Ishioka,K., Fukuoh,A., Iwasaki,H., Nakata,A. and Shinagawa,H.: "Abortive recombination in Escherichia coli ruv mutants blocks chromosome partitioning." Genes to Cells. (in press). (1998)
• [文献書誌] Yoshida,K., Kondo,G., Matsuda,Y., Habu,T., Nishimune,Y. and Morita,T.: "The mouse recA-like gene,Dmc1 is regnired for recognition of homologs in meiotic synapsis." Molecular Cell. (in press). (1998)
• [文献書誌] Seki,T., Tada,S., Katada,T. and Enomoto,T.: "Cloning of a cDNA encoding a novel impotin-α homologue,Qip1 : Discrimination of Qip1 and Rch1 from hSRP1 by their ability to interact with DNA helicase Q1/RecQL." Biochem.Biophys.Res.Commun.234. 48-53 (1997)
• [文献書誌] Takahashi-Kobayashi,N., Sakagami,K., Kusano,K.et al.: "Genetic recombination through double-strand break repair : shift from two-progeny mode to one-progeny mode by heterogous inserts." Genetics. 146. 9-26 (1997)
• [文献書誌] 岩崎博史、品川日出夫、森川耿右: "遺伝子の構造生物学" 共立出版, 17 (1998)