DNA修復と組換えのクロストーク:エンドジョイニングを介する二つの機構

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10480189
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 池田 日出男 東京大学, 医科学研究所, 教授 (10012775)
• 研究分担者: 館林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 助手 (50272498)
• キーワード: DNAエンドジョイニング / DNA修復 / 組換え / Ku抗原 / サイレンシング因子 / ヒストンアセチル化 / DNAヘリケース / DNA損修

研究概要

我々は、大腸菌を用いた非相同的組換えを検出するシステムを用いてDNA二本鎖切断にどのような因子が関与するかを調べ、RecJ蛋白質が二本鎖切断に関与していることを示した。次に、紫外線修復酵素UvrAとUvrBが紫外線照射された大腸菌のDNA二本鎖切断を抑制する機能を持つことを示唆した。同様にして、酸化ストレスに対する修復酵素MutMが過酸化水素によって誘導される組換えを抑制することを示した。
二本鎖切断後のDNA末端の再結合については、酵母のエンドジョイニング系で調べた。我々は、クロマチン構造をもつDNA末端には、Hdf1,Ku80,Sir2,Sir3,Sir4が複合体を形成しているというモデルを提唱しているが、さらに、複合体の形成にさらにどのような因子が関与しているかを検討した。ヒストンアセチル化・脱アセチル化酵素のエンドジョイニングにおよぼす影響を調べ、ヒストン及び1種類のアセチル化酵素がそれに関与していることを示し、エンドジョイニングの際に形成される複合体の構造に関するモデルを発展させた。
出芽酵母の非相同的組換え抑制因子Sgs1の機能について解析し、SGS1遺伝子の非相同的組換えの抑制機構は相同的組換えの抑制を介して行われることを示した。次に、非相同的組換えの抑制因子としてのSGS1とエンドジョイニングに関与するSir2、Sir3、Sir4との関係を調べ、両者が一つの組換え経路で働いていることを明らかにした。さらに、ヒトBLM遺伝子及びWRN遺伝子が出芽酵母のなかでSGS1遺伝子の代りをすることができるかどうかを調べ、出芽酵母のSGS1遺伝子の変異株に見られる組換え異常を抑制できることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Heo, S.-J., Tatebayashi, K., Kato, J., and Ikeda, H.: "Budding yeast RHC21 gene, a homologue of fisslon yeast rad21^+ gene, is essential for chromosome segregation." Mol.Gen.Genet.257. 149-156 (1998)
• [文献書誌] Yamagata, K., Kato, J., Shimamoto, A., Goto, M., Furuichi, Y., and Ikeda, H.: "Bloom's and Werner's syndrome genes suppress hyperrecombination in yeast sgs1 mutant Implication for genomic instability in human diseases." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 8733-8738 (1998)
• [文献書誌] Sato, Y., Shimamoto, A., Shobuike, T., Sugimoto, M., Ikeda, H.,Kuroda, S.and Furilchi, Y.: "Cloning and characterization of human Sep1(hSEP1)gene and cytoplasmic localization of its product." DNA Res.5. 241-246 (1998)
• [文献書誌] Shanado, Y., Kato, J.and Ikeda, H.: "Escherichia coli HU protein suppresses DNA-gyrase-mediated illegitimate recombination and SOS induction." Genes Cells. 3. 511-520 (1998)
• [文献書誌] Tsukamoto, Y.and Ikeda, H.: "Double-strand break repair mediated by DNA end-joining." Genes Cells. 3. 135-144 (1998)
• [文献書誌] Onda, M., Hanada, K., Kawachi, H.and Ikeda, H.: "Escherichia coli MutM suppresses illegitimate recombination induced by oxidative stress." Genetics. 151. 439-446 (1999)
• [文献書誌] Tatebayashi, K., Kato. J., and Ikeda, H.: "Isolation of a Schizosac ch aromyces pombe rad21ts muatnt which is aberrant in chromosome segregation, microtubule function, DNA repair and DNA replication:possible involvement of Rad21 in ubiquitin-mediated proteolysis." Genetics. 148. 49-57 (1998)
• [文献書誌] A.Hasebe, S.Tsushima and S.Iida: "Isolation and characterization of IS1416 from Pseudomonas glumae, an new member of the IS3 family" Plasmid. 39. 196-204 (1998)
• [文献書誌] S.Iida: "1998 Accessory genes in the darA operon of bacteriophage P1 affect anti-restriction function, generalized transduction, head morphogenesis and host cell lysis" Viroiogy. 251. 49-58 (1998)
• [文献書誌] Y.Habu, Y.Hisatomi and S.Iida: "Molecular characterization of the mutable flaked allele for flower variegation in the common morning glory." Plant J.16. 371-376 (1998)
• [文献書誌] Y.Inagaki: "Genomic organization of the genes encoding dihydroflavonol 4-reductase for flower pigmentation in the Japanese and common morning glories" Gene. (in press).
• [文献書誌] S.Takahashi: "Capturing of a genomic HMG domain sequence by an En/Spm related transposable element Tpn1 in the Japanese morning glory" Mol.Gen.Genet.(in press).