ニワトリBリンパ細胞株の相同DNA組換え機構の解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044274
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 武田 俊一 京都大学, 医学研究科, 教授 (60188191)
• 研究分担者: 高田 穣 川崎医科大学, 医学研究科, 教授 (30281728) ; 岩井 裕子 京都大学, 生命科学研究科, 助手 (10281726) ; 園田 英一朗 京都大学, 医学研究科, 助手 (50281093)
• キーワード: DT40 / 発がん / DNA修復 / 癌治療 / チェックポイント / 放射線 / 相同DNA組み換え

研究概要

これまで細胞生物学の分野のFunctional genomicsは、酵母でしかできなかった。DT40細胞は、以下に我々の業績を述べながら説明するように、酵母に匹敵するFunctional genomicsを動物細胞でも行うことが可能になった先駆けと位置ずけることのできる実験系である。我々は、DNA修復/チェックポイントシステムの変異細胞をDT40から作成し、その表現型を解析してきた。
我々の研究成果を以下に列挙する。
1)相同DNA組み換えが放射線照射によってゲノムに誘導された損傷を修復するのに重要な働きをすることを解明した(論文リスト:5)。
2)相同DNA組み換えが減数分裂の時だけでなく体細胞分裂の各サイクル毎にDNA修復のために必須の働きをすることを証明した(論文リスト:3,4,6)。
3)我々はDNA損傷によって活性化されるチェックポイント機構が、従来から解明されてきたように細胞分裂周期を一時停止するだけでなく、相同DNA組み換えによるDNA修復をアップレギュレートすることを見い出した(論文リスト:2)。
4)Rad51は、大腸菌RecA分子と構造的な相同性を持つ相同DNA組み換えにおいて中心的役割をもつ分子である。そして、動物細胞は、Rad51と構造的に似た分子を5種類(Rad51B/Rad51C/Rad51D/XRCC2/XRCC3)さらに持っている。我々は、これらの分子の各シングルミュータントを作成、解析することによって、これら5種類の分子はコンプレックスを作ってRad51を補助することを証明した(論文リスト:1)。
これらの研究成果は、単に新規にクローニングされた遺伝子を世界に先駆けてノックアウトしただけでなく、その表現型を注意深く、既存/新規の方法をトライしながら解析した結果、世界的に認められたものである。

研究成果

• [文献書誌] M.Takata,M.S.Sasaki,S.Tachiiri,T.Fukushima,E.Sonoda,D.Schild,L.H.Thompson,and S.Takeda: "Chromosome instability and defective recombinational repair in knockout mutants of the five Rad51 paralogs."Mol.Cell.Biol. (2001)
• [文献書誌] C.,Morrison,E.Sonoda,N.Takao,A.Shinohara,K.Yamamoto and S.Takeda: "Time controlling role of ATM in homologous recombinational repair of DNA damage."EMBO J. 19. 463-471 (2000)
• [文献書誌] Y.Yamaguchi-Iwai,E.Sonoda,M.S.Sasaki,C.Morrison,T.Haraguchi,Y.Hiraoka,Y.M.Yamashita,T.Yagi,M.Takata,C.Price,N.Kakazu,and S.Takeda: "Mrell is essential for the maintenance of chromosomal DNA in vertebrate cells."EMBO J. 18. 6619-6629 (1999)
• [文献書誌] M.Takata,M.S.Sasaki,E.Sonoda,C.Morrison,Y.Yamaguchi-Iwai,A.Shinohara and S.Takeda: "Sister chromatid exchanges are mediated by homologous recombination in vertebrate cells."EMBO J. 17. 5166-5169 (1998)
• [文献書誌] E.Sonoda,M.S.Sasaki,J.-M.Baerstedde,O.Bezzubova,A.Shinohara,H.Ogawa,M.Takata M.,Y.Yamaguchi-Iwai and S.Takeda: "Homologous recombination and nonhomologous and joining pathways of DNA double-strand break repair have overlapping roles in the maintenance of chromosoma in tegrity in vertebrate cells."EMBO J. 17. 5497-5508 (1998)
• [文献書誌] E.Sonoda,M.S.Sasaki,J.-M.Baerstedde,O.Bezzubova,A.Shinohara,H.Ogawa,M.Takata M.,Y.Yamaguchi-Iwai and S.Takeda: "Rad51 deficient vertebrate cells accumulate chromosomal breaks prior to cell death."EMBO J. 17. 598-608 (1998)