転写と共役したDNA修復機構とその分子病態の解析

1998 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: HANAWALT Phi スタンフォード大学, 生物学教室, 教授 ; BOHR V.A. 国立老化機構研究所, 分子遺伝学部, 部長 ; THOMALE J. エッセン大学, 医学部, 主任研究員 ; HOEIJMAKERS ジェイ エイチ ジェ エラスムス大学, 医学部, 教授 ; 花岡 文雄 大阪大学, 細胞生体工学センター, 教授 (50012670)
• キーワード: DNA修復 / 転写 / 色素性乾皮症 / コケイン症候群 / マイクロインジェクション / 紫外線 / 皮膚癌 / 遺伝子ターゲティング

研究概要

田中は、酵母のtwo hybrid systemを用いて、色素性乾皮症(xerodema pigmentosum;XP)A群遺伝子産物であるXPA蛋白質と結合し、ヌクレオチド除去修復(nucleotideexcision repair:NER)に関与する新規の遺伝子XAB2(XPA-binding protein2)を発見した。XAB2は、コケイン症候群(Cockayne syndrome;CS)の原因遺伝子産物CSA、CSB蛋白質ならびにRNAポリメラーゼIIとも結合することを発見した。そして、オランダのロッテルダム大学Hoeijmakers、Vemeulen博士との共同研究により、抗XAB2抗体を生きた正常細胞にマイクロインジェクションすることにより、紫外線照射後のRNA合成の回復(Recovery of RNA synthesis after UV-irradiation;RRS)が著明に阻害されることを明かにした。このことから、XAB2が転写鎖上のDNA損傷の除去に関与する「転写と共役したDNA修復」(transcription-coupledDNArepair;TCR)機構に関与する新規の因子であることを強く示唆した。アメリカのスタンフォード大学Hanawalt博士を日本に招聘し、XAB2の機能およびTCR機構全般に関する討論を行った。また、平成11年2月に米国で開催されたゴードン会議において、田中はHoeijmakers、Bohr博士と会い討論を重ねた。一方、田中は、XPA遺伝子欠損マウスを作成し、このマウスが、XP患者と同様に紫外線による高頻度皮膚発癌性を示すことを明かにした。XPA欠損マウスは、TCRとゲノム全体の修復(global genome repair;GGR)のいずれの過程にも異常を示した。Hoeijmakers博士はCSB遺伝子欠損マウスを作成した。このマウスは、TCR機構に異常を示した。そして、田中とHoeijmakers博士はXPA/CSBダブル欠損マウス作成し、それが非常に強い発育障害を示し、生後2-3週間で発育は停止し、生後4-6週間後に死亡することを明かにした。XPA/CSBダブル欠損マウスでは内因性DNA損傷を修復できず、また、転写が抑制されることが原因と考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Takeuchi, S., et al.: "Strard specificity and absence of hotspots for p53 mutations in UVB-induced skin tumous of XPA-deficient mice." Cancer Research. 58. 641-646 (1998)
• [文献書誌] Ikegami, T., et al.: "Solution struction of the DNA-and RPA-binding domain of the human repair factor XPA." Nature Structural Biology. 5. 701-706 (1998)
• [文献書誌] Sugasawa, K., et al.: "Xeroderna pigmentosun grop C protein complex is the initia for of global genoms nucleotide excision repair." Molecular Cell. 2. 223-232 (1998)
• [文献書誌] Hwang, B.J., et al.: "Expression of the p48 xeroderma pigmentosum gene is p53-dependent and is involved in global genome repair" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 96. 424-428 (1998)
• [文献書誌] de Bear, J., et al.: "A mouse model for the basal transcription/DNA repair syndrome trichothidystrophy" Molecular Cell. 1. 981-990 (1998)
• [文献書誌] Citterio, E., et al.: "Biochemical and biologica; characterization of wild-type and ATPose-deficiend Cookayne syndrome B repair protein" J.Biol.Chem.273. 11844-11851 (1998)