RNA合成も可能なDNAポリメラーゼ変異体の分離とその生化学的解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10670117
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 鈴木 元 名古屋大学, 医学部, 講師 (80236017)
• 研究分担者: 吉田 松年 名古屋大学, 医学部, 教授 (70090420)
• キーワード: DNAポリメラーゼ / RNAポリメラーゼ / Taq / セントラルドグマ / 複製忠実度

研究概要

DNAポリメラーゼはデオキシリボヌクレオチドを基質としてDNAを合成する。この過程は生物学的には世代を越えた遺伝情報の伝搬に機能している(DNA複製・修復)。一方RNAポリメラーゼはリボヌクレオチドを基質としてRNAを合成する。この過程は転写、もしくは転写に必要な核酸を合成するものであり、細胞内での遺伝子発現の手段である。この二つの現象はセントラルドグマ上独立した作業であるが、その役者である両基質と両ポリメラーゼは驚くほど似ている。すなわち、糖部の3'位の水酸基の有無以外は基本的に同じ基質ヌクレオチドが、1次構造から3次構造まで非常に類似性が高いポリメラーゼが誤りなく相互識別されている。
細胞はどのような機構でこの化学的に似通った、しかし生物学的に厳然と区別された作業をとりおこなうことができるのであろうか?RNAウイルスの存在を考慮したとき、複製と転写は共通の機構から分化したことは明らかである。独立した機構が同時に核内で機能するためには、確実且つ効率的な両機構の識別機能の保証が前提となる。本研究ではDNAポリメラーゼを用いてこの基質分子選択機構を明らかにしていくことをゴールとしている。
モデルとなるDNAポリメラーゼとしてTaqポリメラーゼを用い、遺伝子にランダムな変異をカセットミュータジェネシス法により導入した。遺伝的相補性を利用して、変異体ライブラリーの中から活性のあるポリメラーゼ変異体のみを得た。この2次ライブラリーの中からリボヌクレオチドをデオキシヌクレオチドと同様に取り込む新規の変異体を一つ同定して現在詳細な生化学的解析を行っている。

研究成果

• [文献書誌] Nakayabu,M.: "Mismatched nucleotides may facilitate expansion of trinucleotide repeats in genetic diseases." Nucleic Aclds Res.26・8. 1980-1984 (1998)
• [文献書誌] Ogawa,A.: "Lithocholic acid,a putative tumor promoter, inhibits mammalian DNA polymer ase beta." Jpn.J.Cancer Res.89・11. 1154-1159 (1998)
• [文献書誌] Kato,O.: "Serum DNA polymer ase beta as an indicator for fatal liver injury of rat induced by d-galactosamine hydrochloride and lipopoly saccharide." Biochim Biophys Acta.1380・3. 369-376 (1998)
• [文献書誌] Ogawa,A.: "Sulfated glycoglycerollpid from archaebacterlum Inhibits eukaryotic DNA polymerase alpha, beta and retroviral reverse transcriptase and affects methyl methanesul fonate cytotoxicity." Int.J.Cancer.76・4. 512-518 (1998)
• [文献書誌] Yamaguchi,Y.: "Change in telomer ase activity of rat or gans during growth and aging." Exp.Cell.Res.242・1. 120-127 (1998)
• [文献書誌] 鈴木元: "突然変異と発癌" 現代医学. 印刷中. (1998)