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細胞に紫外線を照射すると、シクロブタン型ダイマーや(6-4)型ダイマー等のDNA損傷が誘発される。正常ヒト細胞はヌクレオチド除去修復機構で直ちにDNA損傷の修復を開始する一方、DNA損傷を感知し、シグナル応答経路を通じて、細胞周期回転の停止や新たな修復蛋白の誘発、あるいは細胞死の誘導等を行う。それ故、ヌクレオチド除去修復蛋白がDNA損傷を感知するセンサー蛋白としての役割を担う可能性が高い。この仮説を証明するには、修復蛋白がDNA損傷部位に集積するのを細胞レベルで直接観察できる実験系が必須と考え、マイクロフィルター越しに細胞に紫外線照射する斬新なアイデアに基づく細胞核内限局DNA損傷誘発系の確立を試みた。その結果、正常ヒトおよび除去修復に欠陥を持つ色素性乾皮症A群患者由来細胞(XP-A)において、細胞核あたり数個の小円形にDNA損傷を誘発することに成功した。また、正常細胞では限局部位の損傷が次第に修復されるが、XP-A細胞では全く修復されないことを確認した。続いて、果たして修復蛋白がDNA損傷部位に集積するか、ヌクレオチド除去修復蛋白のPCNAについて検討した。その結果、正常細胞において、PCNAは紫外線照射15分後にすでにDNA損傷部位に集積し、損傷部位のPCNA量はDNA損傷の修復に依存して次第に減少することがわかった。一方、XP-A細胞では、修復欠損を反映して照射後3時間まではPCNAの染色は見られなかったが、3時間以降は損傷部位にPCNAが現れ、72時間後でも保持された。こうした結果は、DNA損傷を感知するセンサー蛋白である可能性を細胞レベルで視覚的に判断できる新規実験系が見事に機能し、PCNAは候補の一つになりうることを示している。今後、本法を用いて残りのヌクレオチド除去修復蛋白について検討し、真のセンサー蛋白を同定する予定である。
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