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2016 年度 実績報告書

損傷乗り越え型DNAポリメラーゼ・イータの立体構造に基づく機能解析と阻害剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H04646
研究機関学習院大学

研究代表者

花岡 文雄  学習院大学, 理学部, 研究員 (50012670)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードDNAポリメラーゼ / 損傷乗り越え合成 / DNA損傷 / 紫外線感受性 / 突然変異
研究実績の概要

前年度までに生化学的な解析を行ったヒトPolηの点変異体を発現するベクターを導入したXP-V細胞(XP2SA SV3)について、コロニー形成法による紫外線(ultraviolet: UV)感受性および6-チオグアニン(6-TG)耐性による突然変異率の測定を行った。XP-V細胞に野生型ヒトPolηを発現させた場合、ポジティブコントロールであるWI38 VA13細胞とほぼ同じUV感受性を示した。同様にXP-V細胞にヒトPolη W42A、W64A、W64S、L378Gを発現させた場合、程度の差はあるもののいずれも野生型ヒトPolηを発現させた場合に近いUV感受性の回復が見られた。一方、XP-V細胞にヒトPolη L378Aを発現させた場合には、UV感受性が高いままであった。このことは、in vitroでの生化学的な解析結果から予想されるのとは逆の結果であり、大変興味深い。UV誘発突然変異率に関しては、XP-V細胞に野生型ヒトPolηを発現させた場合とW42A変異体、W64A変異体、L378A変異体を発現させた場合とで、いずれもXP-V細胞とは異なり、低い変異率しか示さなかった。また自然突然変異率はいずれの場合にも低かった。
組換えタンパク質の不溶性の問題から、解析が進まなかった欠失変異体ヒトPolηについては、N末にGSTタグを、C末にHisタグを付けることによって可溶性が増すことが分かった。
天然化合物のライブラリーからヒトPolηと結合する化合物をスクリーニングし、それらの中からポリメラーゼ活性を阻害するものを絞り込むことに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

生化学的解析と並んで、Polηの変異体を発現する細胞の解析からin vivoのデータを得た。それらを総合的に考察すると、in vivoではPolηが他のタンパク質と相互作用しているため、必ずしもin vitroのデータとは合致しない結果になった。さらに深く考察して、Polηの構造と機能についてもっと多くの知見を得ることが出来ると考える。その他の実験では、Polηと相互作用するタンパク質の同定の実験にやや手こずっているものの、その他の実験は着実に進んでおり、「(2) おおむね順調に進展している」と判断した。

今後の研究の推進方策

Polηと相互作用するタンパク質の同定が急務であり、そこに集中していく。これまでの結果から、DNA結合性のタンパク質がかなり邪魔をしているようなので、それらを除外するために試料中のDNAを分解する操作を加えるなどの工夫を試みる予定である。またPolη阻害化合物の探索もさらに進めていきたい。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Direct single-molecule observations of DNA unwinding by SV40 large tumor antigen under a negative DNA superhelical state.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi S, Motooka S, Kawasaki S, Kurita H, Mizuno T, Matsuura SI, Hanaoka F, Mizuno A, Oshige M, Katsura S
    • 雑誌名

      J Biomol Struct Dyn

      巻: 5 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1080/07391102.2016.1269689

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Two mammalian homologs of yeast Rad23, HR23A and HR23B, as multifunctional proteins.2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoi M, Hanaoka F
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 597 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.gene.2016.10.027

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 2,2,4-Triamino-5(2H)-oxazolone is a weak substrate for nucleotide excision repair.2016

    • 著者名/発表者名
      Kino K, Sugasawa K, Miyazawa H, Hanaoka F
    • 雑誌名

      J Pharm Negative Results

      巻: 7 ページ: 42-45

    • DOI

      10.4103/0976-9234.177068

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Mutant analyses of human DNA polymerase eta based on high-resolution crystal structures of the protein-DNA-dNTP complex.2016

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka F, Yokoi M, Masutani C, Yang W
    • 学会等名
      4th International Meeting on DNA Polymerases.
    • 発表場所
      Biarritz, France
    • 年月日
      2016-10-04 – 2016-10-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cancer and translesion synthesis polymerases.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Y, Yokoi M, Hanaoka F
    • 学会等名
      2016 Cold Spring Harbor Asia Conference-DNA Metabolism, Genomic Stability and Diseases
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2016-06-13 – 2016-06-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pol eta, Pol iota, and Pol kappa exhibit different genetic interactions to various compounds of different genotoxic mechanisms and the triple knockout cells are useful for screening of genotoxins.2016

    • 著者名/発表者名
      Akagi J, Yokoi M, Toyoda T, Cho YM, Ohmori H, Hanaoka F, Ogawa K
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Mutagenesis
    • 発表場所
      Girona, Spain
    • 年月日
      2016-06-05 – 2016-06-10
    • 国際学会
  • [図書] DNA Replication, Recombination, and Repair2016

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka F, Sugasawa K
    • 総ページ数
      555
    • 出版者
      Springer Japan

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公開日: 2018-01-16  

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