DNA修復に関わる新しい制御機構の解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13308041
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 花岡 文雄 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (50012670)
• 研究分担者: 横井 雅幸 大阪大学, 生命機能研究科, 助手 (00322701) ; 益谷 央豪 大阪大学, 生命機能研究科, 助手 (40241252)
• キーワード: ヌクレオチド除去修復 / 色素性乾皮症 / XPCタンパク質 / チミンDNAグリコシラーゼ / SUMO-1 / ユビキチン / DDB / 損傷乗り越え複製

研究概要

研究代表者および研究分担者は、ヌクレオチド除去修復(nucleotide excision repair ; NER)や損傷乗り越え複製(translesion synthesis ; TLS)などのDNA修復系がどのように制御されているかを総合的に理解することを目的として、以下に述べる研究を行った。
1)XPCタンパク質がチミンDNAグリコシラーゼ(TDG)と相互作用することを既に見出しているが、哺乳類細胞のその他のDNAグリコシラーゼに関しては、相互作用が見られず、また大腸菌のTDGとも相互作用は見られなかった。したがってXPCとTDGとの相互作用は非常に特異的であると考えられる。TDGは細胞内でSUMO-1化されることを見出した。この翻訳後修飾によって、XPCとの相互作用には変化が見られなかった。
2)細胞に紫外線照射すると、XPCがユビキチン化されることを見出した。このユビキチン化は照射量と時間に依存し、またXP-E群細胞でのみ検出されなかったことからDDBタンパク質に依存していると想像された。実際、DDB2を欠損する齧歯類の細胞にヒトDDB2遺伝子を導入し、DDB活性を持たせたところ、XPCタンパク質のユビキチン化が検出された。細胞からDDB2複合体を精製し、試験管内でのユビキチン化反応を行わせたところ、XPCのユビキチン化が見られたこと、また精製タンパク質どうしでXPCとDDBとが相互作用したことから、DDB2複合体がXPCをユビキチン化すると結論した。
3)分裂酵母のTLSに関与するeso1,(polイータ)、polカッパ、REV1、polゼータの単独、二重、三重破壊株を作成し、紫外線に対する感受性を調べたところ、eso1がCPDのTLSに最も関与し、REV1とpolゼータが6-4光産物のTLSに関与していることを示すデータが得られた。

研究成果

• [文献書誌] Kawada, K. et al.: "Crystal structure of the MazE/MazF complex Molecular bases of antidote-toxin recognition"Mol.Cell. 11. 875-884 (2003)
• [文献書誌] Riedl, T. et al.: "The comings and goings of nucleotide excision repair factors on damaged DNA"EMBO J. 22. 5293-5303 (2003)
• [文献書誌] You, Z.et al.: "Thymine-rich single-stranded DNA sequences specifically activates mouse Mcm4/6/7 helicase on T-fork and bubble"EMBO J. 22. 6148-6160 (2003)
• [文献書誌] Higurashi, M. et al.: "Identification and characterization of an intermediates in the alkali degradation of (6-4)photoproduct-containing DNA"J.Biol.Chem.. 278. 51968-51973 (2003)
• [文献書誌] Fujiwara, K. et al.: "Structure of the ubiquitin-interacting motif of S5a bound to the ubiquitin-like domain of HR23B"J.Biol.Chem.. 279. 4760-4767 (2004)
• [文献書誌] Kino, K. et al.: "Nucleotide excision repair of 5-fomyluracil in vitro is enhanced by the presence of mismatched bases"Biochemistry. 43. 2682-2687 (2004)