転写と共役したDNA修復機構とその分子病態の解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09044304
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田中 亀代次 大阪大学, 細胞生体工学センター, 教授 (80144450)
• 研究分担者: 安井 明 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (60191110) ; 花岡 文雄 大阪大学, 細胞生体工学センター, 教授 (50012670) ; BOHR V.A. 国立老化機構研究所, 分子遺伝学研究部, 部長 ; THOMALE J. エッセン大学, 医学部, 主任研究員 ; HOEIJMAKERS ヤン エラスムス大学, 医学部, 教授
• キーワード: DNA修復 / 色素性乾皮症 / コケイン症候群 / 基本転写 / 突然変異 / アルキル化剤 / ノックアウトマウス / 免疫グロブリン

研究概要

ヌクレオチド除去修復(nucleotide excision repair,NER)機構に異常をもつヒト遺伝疾患として、色素性乾皮症(xeroderma pigmentosum;XP)やコケイン症候群(Cockayne syndrome;CS)が知られている。XPやCS患者が日光紫外線による高頻度皮膚癌発生、精神神経症状、早期老化徴候などの臨床症状を示すことからも、NER機構が正常な生命維持に必須であり、その分子機構解明の重要性が示唆される。NER機構には、転写と共役した修復(transcription-coupled repair,TCR)とゲノム全体の修復(global genome repair,GGR)の2種があり、TCRにより転写鎖上のDNA損傷は非転写鎖上のそれよりも早く修復される。CSではTCRが特異的に欠損している。XPにはAからGの7つ、CSにはA、B2つの遺伝的相補性群が存在し、XPA、XPB、XPC、XPD、XPF、XPG、CSA、CSB遺伝子がクローニングされた。本国際共同研究は、XPやCS遺伝子およびそれがコードする蛋白質の機能解析を行うことにより、TCRの分子機構やその異常による分子病態の一端を解明することを目的とした。本年度、1)田中はXPA蛋白質と結合する新規の蛋白質(XAB2蛋白質;XP A binding protein 2)をコードする遺伝子をクローニングした。さらに、Hoeijmakers、花岡、安井との共同研究によりXAB2蛋白質が、RNA polymerase II、CSA、CSB遺伝子産物とも結合することを明かにした。事実、田中は、抗XAB2蛋白質抗体を正常細胞にマイクロインジェクションすると、正常細胞がコケイン症候群細胞と同じDNA修復異常を示すことを見つけ、XAB2蛋白質がTCRに関与する新規蛋白質であることを明かにした。2)Thomaleは田中の作成したXPA欠損マウスを用い、ENUによるDNA損傷O^6-ethyl Guanineの修復が活性化遺伝子においては低下していることを示した。3)Bohrは、免疫グロブリン可変領域の高頻度突然変異の機構を解析する手段として、田中が樹立したXPA欠損マウスあるいはPMS2欠損におけるこれらの突然変異を調べた。隣り合った塩基における置換の頻度がPMS2欠損マウスではXPA欠損マウスや野生型マウスよりも高頻度に起こっていることを明かにし、隣り合った塩基における置換が高頻度突然変異機構とその後のPMS2依存的機構により起こることを示唆した。

研究成果

• [文献書誌] Takeuchi, S.: "Strand specificity and absence of hotspots for p53 mutations in UVB-induced skin tumors of XPA-deficient mice." Cancer Res.(1998)
• [文献書誌] Nocentini, S.: "DNA damage recognition by XPA protein promotes efficient recruitment of TFIIH." J.Biol.Chem.272. 22991-22994 (1997)
• [文献書誌] A.J.van Gool: "The Cockayne syndrome B protein,involved in transcription-coupled repair resides in a RNA polymerase II containing complex." EMBOJ.16. 5955-5965 (1997)
• [文献書誌] G.T.J.van der Horst: "Defective transcription-coupled repair in Cockayne syndrome B mice is associated with skin cancer predisposition." Cell. 89. 425-435 (1997)
• [文献書誌] Buschfort, C.: "DNA excision repair profiles of normal and leukemic human lymphocytes:Functional analysis at the single cell level." Cancer Res.57. 651-658 (1997)
• [文献書誌] Englbergs, J.: "Fast repair of O6-ethyl-,but not O6-methylguanine in transcribed genes prevents mutation of Ha-ras in rat mammary tumorigenesis in duced by ethyl- in place of methylnitrosourea." Proc.Natl.Acad.Sci.USA,. (in press).