Translesion Synthesisの分子機構と発がん

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12213070
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 花岡 文雄 大阪大学, 細胞生体工学センター, 教授 (50012670)
• 研究分担者: 益谷 央豪 大阪大学, 細胞生体工学センター, 助手 (40241252)
• キーワード: DNA複製 / DNAポリメラーゼ / DNA修復 / 紫外線 / 色素性乾皮症 / XPVポリメラーゼ

研究概要

研究代表者および研究分担者は、損傷乗り越え複製(translesion synthesis)機構全般を総合的に理解し、発がんおよび発がん防御における役割を明らかにすることを目的として、以下に述べる研究を行った。
1)色素性乾皮症バリアント群原因遺伝子の産物であるXPVポリメラーゼの性質を詳細に調べた。その結果、このポリメラーゼがシクロブタン型ピリミジンダイマー(CPD)だけでなく、AAF-G、シスプラチン-GG、APサイトなどの損傷も乗り越えることが出来ること、またAAF-G、シスプラチン-GGを乗り越える場合にはCPDの場合と同様、損傷の反対側に正しい塩基を挿入することが明らかになった。そこで何故損傷に対して正しい塩基を挿入できるかを検討した結果、損傷があっても正しくない塩基に比べ、正しい塩基を取り込む割合が高いこと、そして万が一正しくない塩基が取り込まれた場合には、それを伸長することができないこと、という2つのメカニズムによって、比較的正確な損傷乗り越え複製が保証されていることが示唆された。
2)XPV遺伝子ノックアウトマウスを作成するため、マウスのXPV遺伝子を分離し、その発現パターンなどを調べた。マウスの各組織におけるノーザンブロット解析により、マウスXPV遺伝子は普遍的に発現していること、しかし精巣、肝臓、皮膚、胸腺など、増殖している細胞を含む組織において高い発現がみられることを観察した。細胞周期を同調させたSwiss3T3細胞においても、静止期に比べ増殖期に高い発現が見られた。
3)ヒトXPV遺伝子のゲノムDNAをクローニングしてその構造を決定した。XPV遺伝子は、終止コドンまでが約40kbにわたる領域にコードされ、11のエキソンに分断されていた。XP-V細胞におけるゲノムDNA上の変異を検出し、スプライス部位の変異を含む点突然変異または数塩基の欠失がcDNAの解析とマッチする形で見い出された。

研究成果

• [文献書誌] Matsuda,T.: "Low fidelity DNA synthesis by human DNA polymeraseη"Nature. 404. 1011-1013 (2000)
• [文献書誌] Masutani,C.: "Mechanisms of accurate translesion synthesis by human DNA polymeraseη"EMBO J. 19. 3100-3109 (2000)
• [文献書誌] Yamada,A.: "Complementation of defective translesion synthesis and ultraviolet light sensitivity in xeroderma pigmentosum variant cells by human and mouse DNA polymerase η"Nucl.Acids Res.. 28. 2473-2480 (2000)
• [文献書誌] Yuasa,M.: "Genomic structure, chromosomal localization and identification of mutations in the xeroderma pigmentosum variant gene"Oncogene. 19. 4721-4728 (2000)
• [文献書誌] Tissier,A.: "Misinsertion and bypass of thymine-thymine dimers by human DNA polymerase L."EMBO J. 19. 5259-5266 (2000)
• [文献書誌] Kannouche,P.: "Domain structure, localisation, and function of DNA polymerase η, defective in xeroderma pigmentosum variant cells"Genes Dev.. 15. 158-172 (2001)