XPG欠損マウスを用いたヌクレオチド除去修復と塩基除去修復の相互作用の解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12143208
• 研究機関: 放射線医学総合研究所
• 研究代表者: 塩見 忠博 放射線医学総合研究所, 低線量生体影響プロジェクト, 研究員 (40162573)
• 研究分担者: 小池 学 放射線医学総合研究所, 放射線障害研究グループ, 研究員 (70280740) ; 高萩 真彦 放射線医学総合研究所, 低線量生体影響プロジェクト, 研究員 (30260235)
• キーワード: ヌクレオチド除去修復 / 塩基除去修復 / 色素性乾皮症G群 / ノックイン / 疾患モデルマウス / 老化

研究概要

ヌクレオチド除去修復並びに塩基除去修復に関与するXPGを完全に欠損したマウスは成長阻害並びに早期死亡を示す。このXPGの機能について個体レベルで詳細に解析するため、種々の重篤度を示すXpg変異マウスの作製を試みた。生化学的解析が進んでいる811番目のアミノ酸(アスパラギン酸)をアラニンあるいはストップコドンに置き換えたXpg変異(D811AとD811stop)マウスの作製を行った。XPGタンパクはヌクレオチド除去修復においてDNA損傷の3'側にニックをいれる構造特異的ヌクレアーゼとして機能しているがわかっている。さらにXPGが存在することが5'側にニックを入れるヌクレアーゼのERCC1/XPF複合体が機能するのに必要である。おそらくXpgはニッキングのための構造を保持する役割があるのだろう。インビトロの再構成系を用いDNA損傷近傍のincision反応を調べるとD811stop変異を持つXpgでは、損傷の3'側および5'側ともにニックが入らないが、D811Aでは、損傷の3'側にニックは入らないが5'側にはニックが入る、即ちD811Aは自身の3'ヌクレアーゼ活性は失っているが、5'ヌクレアーゼのERCC1/XPFの働きをサポートできる。一方、D811stopでは811番目のアミノ酸以降をトランケートしたため構造的にERCC1/XPFをサポート出来ず5'ニッキング活性も失われたと考えられる。
ノックイン法で変異を導入したES細胞からマウスを作製し、それぞれの変異をホモに持つ変異マウスを作出した。D811stopをホモに持つマウス由来の細胞は紫外線に対して高感受性を示した。またD811Aをホモに持つマウス由来の細胞も、D811stopほどではないが紫外線に対し高感受性を示した。このことからそれぞれの変異が細胞内で表現されていることが確認されたので、今後個体レベルでの詳細な解析を行う。

研究成果

• [文献書誌] Shiomi, N., Hayashi, E., Sasanuma, S., Mita, K., Shiomi, T.: "Disruption of Xpg increases spontaneous mutation frequency,particularly A : T-to-C:G transversion"Mutation Research. 487. 127-135 (2001)
• [文献書誌] Koike M, Kuroiwa A, Koike A, Shiomi T, Matsuda Y.: "Expression and chromosome mapping of hamster Ku70 and Ku80.93"Cytogenetics and Cell Genetics. 93. 52-56 (2001)
• [文献書誌] Sun, X.-Z., Harada, Y.-N., Takahashi, S., Shiomi, N., Shiomi, T.: "Purkinje cell degeneration in mice lacking the xeroderma pigmentosum group G gene"J.Neurosci.Res.. 64. 348-354 (2001)
• [文献書誌] Koike, M., Shiomi, T., Koike, A.: "Dimerization and nuclear localization of Ku proteins"J.Biol.Chem.. 276. 11167-11173 (2001)