(6-4)光回復酵素と光シグナル受容体

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11146206
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤堂 剛 京都大学, 放射線生物研究センター, 助教授 (90163948)
• キーワード: 紫外線 / DNA損傷 / 光回復酵素 / 概日リズム / クリプトクローム / CRYタンパク

研究概要

光回復酵素の作用メカニズムを解明するとともに、光回復酵素・青色光受容体タンパクファミリーの全体像を明らかにすることを目指している。
光回復酵素については、Xenopusよりクローンした遺伝子に点突然変異を導入し、それらのrecombinantタンパクの活性をチェックする事により、酵素活性に変化があらわれる変異体を同定した。損傷特異的なDNA結合活性は残っているものの、DNA修復能を失っている、2種類の変異体を得た。これらの変異体の解析から、どのようなメカニズムにより修復反応が起こっているのか、理論的な展開が期待される。また、酵素の作用メカニズムを明らかにする有力な方法として、基質と結合した状態での結晶構造の決定を目指している。しかしながら、良好な状態の結晶はまだ得られていない。
CRYタンパクについては、マウス、ゼブラフィッシュ、ショウジョウバエを用い、その機能解析を行っている。マウスには2種の青色光受容体遺伝子が存在するが、各々の遺伝子のノックアウトマウスを作成し、その表現型を観察した。mCry1,mCry2各々の遺伝子をノックアウトしたマウスは、行動リズムの周期が、それぞれ短くまたは長くなっていた。これらからダブルノックアウトマウスを作成し、その行動リズムを観察したところ、恒暗条件では、全くリズムを失った。この事は、この遺伝子が概日リズムの時計本体として機能していることを示している。現在、in vitroでの解析系を確立し、これらのタンパクの作用メカニズムの解明を目指している。

研究成果

• [文献書誌] T. Ishikawa et al.: "DCRY is a Drosophila photoreceptor protein implicated in light entrainment for circadian rhythm"Genes to Cells. 4. 57-66 (1999)
• [文献書誌] Z. -B. han et al.: "Agenetic effect of altered gravity : mutations induced by simulated hypogravity and hypergravity in microsatellite sequences of human tumor cells"Mutat. Res.. 426. 1-10 (1999)
• [文献書誌] M. Vitaterna et al.: "Differential regulation of mammalian Period genes and circadian rhythmicity by Cryptochrome 1 and 2"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96. 12114-12119 (1999)
• [文献書誌] S. Iwai et al.: "Chemical synthesis of oligounucleotides containing the (6-4) photoproduct at the thymine-cytosine site and its repair by (6-4) photolyase"Nucleotides & Nucleotides. 18. 1325-1327 (1999)
• [文献書誌] H. Asahina et al.: "Expression of mammalian DNA photolyase confers light-dependent repair activcity and reduces mutations of UV-irradiated shuttle vector in xeroderma pigmentosum cells"Mutat. Res.. 435. 255-262 (1999)
• [文献書誌] T. Todo: "Functional diversity of the DNA photolyase/blue light receptor family"Mutat. Res.. 434. 89-97 (1999)
• [文献書誌] 藤堂剛(分担): "光シグナルトランスダクション"シュプリンガー・フェアラーク東京. 195 (1999)