複製後修復によるゲノム安定保持機構

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14572144
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 立石 智 熊本大学, 発生医学研究センター, 講師 (00227109)
• キーワード: RAD18 / ポリメラーゼ / 損傷乗りこえ複製 / PCNA / ユビキチン / ノックアウマウス

研究概要

細胞に紫外線が照射され、DNAに傷害物が形成されると通常のDNA複製酵素はその部位で停止してしまい、複製が阻害される。この時にRad18が活性化され、PCNAをユビキチン化することによりポリメラーゼηを損傷部位に誘導し、損傷乗り越え複製を促進させるというモデルを考案した。in vitroでは、精製したRad18-Rad6タンパクがPCNAをモノユビキチン化する系を構築し、Rad18がユビキチンライゲースであることを実証できた。また、プルダウン試験により、PCNAがモノユビキチン化されるとポリメラーゼδではなく、ポリメラーゼηに対する親和性が著明に増大することがわかった。この親和性の変化により、通常の複製酵素から損傷乗り越え複製酵素への変換が促されると考察した。
in vivoでも、RAD18-KO細胞ではDNA損傷に伴うPCNAのモノユビキチン化がみられず、またポリメラーゼηの核への集積もみられなかった。このため、Rad18は細胞内でPCNAをユビキチン化することによりポリメラーゼηを損傷部位へ誘導していると考えられた。現在、PCNAがRad18によりモノユビキチン化されると、通常の複製酵素または損傷乗り越え複製酵素による複製効率、複製エラー率がどのように影響を受けるのか解析している。
RAD18ノックアウトマウスが発癌するかどうかみるため、1年8ヵ月齢のマウスを協同研究機関へ送付し解析を行っている。電離線放射により、白血病が誘発される現在観察を続行している。免疫能をみるためマーカー蛋白をマウス個体に注射した後に、協同研究機関へマウスを送付し、免疫グロブリンの変異誘発頻度を測定し、Rad18が抗体の多様性の獲得に果たす役割についてみている。現在、複製後修復欠損マウスであるRAD18ノックアウトマウスと除去修復欠損マウスであるXPA-KOマウスをかけ合わせている。これによりRAD18-XPAダブルKOマウスを作成し、その表現型に関して解析する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Sonoda, E., et al.: "Multipe roles of Rev3, the catalytic subunit of polz in maintaining genome stability in vertebrate"The EMBO Journal. 22(12). 3188-2197 (2003)
• [文献書誌] Tateishi, S., et al.: "Enhanced genomic instability and defective postreplication repair in RAD18 knockout mouse embryonic stem cells"Molecular and Cellular Biology. 23(2). 474-481 (2003)
• [文献書誌] Okada, T., et al.: "Involvement of verebrate PolK in Rad18-independent postreplication repair of UV damage"Journal of Biological Chemistry. 277(50). 48690-48695 (2002)
• [文献書誌] Yamashita.Y.M., et al.: "RAD18 and RAD54 cooperatively contribute to maintenance of genomic stability in vertebrate cells"The EMBO Journal. 21(20). 5558-5566 (2002)