DNA二本鎖切断修復機構で働くヒトMre11複合体の酵素活性とその制御機構の解析

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07255
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 古郡 麻子 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (90546293)
• 研究分担者: 建部 恒 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (00596819)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: DNA修復 / 相同組換え / 二本鎖DNA切断

研究実績の概要

ヒトMre11/Rad50/Nbs1複合体は様々なゲノムDNA安定維持機構において重要な役割を果たしていることが知られている。特にDNA二本鎖切断修復機構や相同組換えには必須の因子であることが報告されているが、Mre11/Rad50/Nbs1複合体がDNA上でどう働いているか、またその活性はどのように制御されているかといった詳しい分子機構については不明な点が多い。本計画では大腸菌Mre11/Rad50複合体ホモログで見出された二本鎖DNA切断型エンドヌクレアーゼ活性がヒトMre11/Rad50/Nbs1複合体にも保存されているかを調べることを目的としており、これまでヒトMre11/Rad50複合体の高度精製法の確立やヌクレアーゼ活性の生化学的解析を行なってきた。本年度は酵母Mre11/Rad50複合体を精製し、大腸菌やヒトのMre11/Rad50複合体との蛋白質構造やヌクレアーゼ活性の比較を行った。また特にヒトMre11/Rad50複合体については、末端をDNA結合蛋白質によってブロックしたDNAを基質とし、二本鎖DNA切断型エンドヌクレアーゼ活性の解析を進めた。更にNbs1サブユニットの機能を調べるため、ヒトMre11/Rad50複合体とMre11/Rad50/Nbs1複合体を精製し、その蛋白質構造やヌクレアーゼ活性の比較を行った。本研究から大腸菌からヒトまでMre11/Rad50複合体は基本的に共通した蛋白質構造や酵素活性の特徴を持つことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Rad50 zinc hook functions as a constitutive dimerization module interchangeable with SMC hinge (2020)
  • 著者名/発表者名: Tatebe H., Lim CT., Konno H., Shiozaki K., Shinohara A., Uchihashi T. and Furukohri A.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: －
  • DOI: 10.1038/s41467-019-14025-0.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Biochemical analysis of DNA polymerase actions across the trinucleotide repeats (2019)
  • 著者名/発表者名: 古郡 麻子
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] DNA二本鎖切断修復機構で働くヒトMRN複合体の動的構造解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 古郡 麻子
  • 学会等名: 第25回DNA複製・修復・組換えワークショップ
• [学会発表] DNA二本鎖切断修復機構で働くヒトMre11/Ra50/Nbs1複合体の動的構造解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 古郡 麻子
  • 学会等名: 第 42 回日本分子生物学会大会
• [備考] Press Release
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/wp-content/uploads/2020/02/PR_20200205.pdf