DNA修復機構の、逆遺伝学的手法(ニワトリ細胞株とメダカ)による機能解析

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17013039
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 武田 俊一 京都大学, 医学研究科, 教授 (60188191)
• 研究分担者: 谷口 善仁 京都大学, 医学研究科, 助教 (00324616)
• キーワード: DNA組み換え / DNA修復 / 変異 / ゲノム不安定性 / シスプラチン / DT40 / メダカ / p53

研究概要

#プロテオソーム阻害剤の抗ガン作用機序の解明(Murakawa, et. al., Cancer Res. 2007)
我々は、Mol Cell 2007年に、E2ユビキチンリガーゼ、Ubc13が相同組み換えに関与していることを報告した。Ubc13の作用機序を解明する為に、プロテオソームが相同組み換えに関与するか否かを解析した。その結果、Ubc13と同じステップ(DNA切断端から単鎖を形成するステップ)でプロテオソームが相同組み換えを促進することがわかった。
相同組み換えは、抗がん剤、シスプラチンやカンプトテシン処理によって生じたDNA損傷を修復する。よって、これらの抗がん剤とプロテオソーム阻害剤とを併用すると、抗がん剤の作用を増強できる。
#P53依存性の、精子DNAにおける変異抑制の解明
メダカやゼブラフィッシュでは、ES細胞がない。そこで、遺伝子破壊の為には、メダカが死なない最大濃度の変異誘導剤(ENU)で♂を処理し、大量の変異を精子DNAに誘導(飽和変異)したあと、♀と交配する。そして、たくさんのF1(5700匹)のDNAと精子とを凍結保管し、その5700匹のなかで、解析したい遺伝子が破壊された個体を、5700匹の各DNAをPCR→塩基配列決定によって捜す。
我々は、p53遺伝子破壊メダカを作製し、それが高発がんであることを確認した。p53は、大量のDNA損傷を持つ細胞に、アポプトーシスを誘導したり、複製をブロックすることによって、変異の直積を防止しているはずである。ただし、それを証明した研究はない。
この問題を解決する為に、我々は、野生型とp53欠損のメダカ♂を、それぞれENUで処理し、生存率を調べた。その結果、p53欠損メダカは野生型よりもENU耐性であることがわかった。これから、飽和変異♂と健康な♀から生じたF1の変異誘導率を解析予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Single stranded DNA binding protein hSSB1 is critical for genomic stability. (2008)
  • 著者名/発表者名: Richard D, Bolderson E, Cubeddu L, Wadsworth RIM, Savage K, Sharma GG, Nicolette M.L, Tsvetanov S, Mcllwraith MJ, Pandita R, Takeda S, Hay TT, Gautier J, West SC, Paull TT, Pandital TK, White MF, Khanna KK
  • 雑誌名: Nature (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA-Dependent Protein Kinase Inhibits AID-Induced Antibody Gene Conversion. (2007)
  • 著者名/発表者名: Cook AJ, Raftery JM, Lau KK, Jessup A, Harris RS, Takeda S, Jolly CJ
  • 雑誌名: PLoS Biol. 5 ページ: 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cooperative Roles of Vertebrate Fbhl and Blm DNA Helicases in Avoidance of Crossovers during Recombination Initiated by Replication Fork Collapse. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kohzaki M, llatanaka A, Sonoda E, Yamazoe M, Kikuchi K, Trung NV, Szuts D, Sale JE, Shinagawa H, Watanabe M, Takeda S
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 27 ページ: 2812-2820
  • 査読あり
• [雑誌論文] RAD18 and poly [ADP ribose]polymerase independently suppress the access of nonhomologous end joining to double strand breaks and facilitate homologous recombination mediated repair. (2007)
  • 著者名/発表者名: Saberi A, Hochegger H, Szuts D, Lan L, Yasui A, Sale JE, Taniguchi Y, Murakawa Y, Hua W, Yokomori K, Helleday T, Teraoka H, Atakawa H, Buerstedde JM, Takeds S
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 27 ページ: 2562-2571
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interplay between DNA polymerases beta and lambda in repair of oxidation DNA damage in chicken DT40 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tano K, Nakamura J, Asagoshi K, Arakawa H, Sonoda E, Braithwaite EK, Prasad R, Buerstedde JM, Takeda S, Watanabe M, Wilson SH
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst) 6 ページ: 869-875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone H1 variant, H1R is involved in DNA damage response. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto H, Sonoda E, Takami Y, Kimura H, Nakayama T, Tachibana M, Takeda S, Shinkai Y
  • 雑誌名: DNA Repair 6 ページ: 1584-1594
  • 査読あり
• [雑誌論文] Poly (ADP-ribose) Polymerase-1 Accelerates Single-Strand Break Repair in Concert with Poly (ADP-ribose) Glycohydrolase. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fisher A, Hochegger H, Takeda S, Caldecott KW
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 27 ページ: 5597-5605
  • 査読あり
• [雑誌論文] An essential role for Cdkl in S phase control, revealed by chemical genetics in vertebrate cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hochegger H, Dejsuphong D, Sonoda E, Saberi A, Rajendra E, Kirk J, Hunt T, Takeda S
  • 雑誌名: J Cell Biol. 178 ページ: 257-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitors of the proteasome suppress homologous DNA recombination in mammalian cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Murakawa Y, Sonoda E, Barber LJ, Zeng W, Yokomori K, Kimura H, Niimi A, Lehmann AR, Zhao GY, Hochegger H, Boulton SJ and Takeda S
  • 雑誌名: Cancer Res. 67 ページ: 8536-8543
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA damage-dependent acetylation and ubiquitination 1 of H2AX enhances chromatin dynamics. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikura T, Tashiro S, Kakino A, Shima H, Jacob N, Amunugama R, Yoder K, Izumi S, Kuraoka I, Tanaka K, Kimura H, Ikura M, Nishikubo S, Ito T, Muto A, Miyagawa K, Takeda S, Fishel R, Igarashi K and Kamiya K
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 27 ページ: 7028-7040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional interactions between BLM and XRCC3 in the cell. (2007)
  • 著者名/発表者名: Otsuki M, Seki M, Inoue E, Yoshimura A, Koto G, Yamanouchi S, Kawabe Y, Tada S, Shinohara A, Komura J, Ono T, Takeda S, Ishii Y, and Enomoto T
  • 雑誌名: J Cell Biol. 179 ページ: 53-63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cells deficient in the FANC/BRCA pathway are hypersensitive to plasma levels of formaldehyde. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ridpath JR, Nakamura A, Tano K, Luke A.M., Sonoda E, Arakawa E, Buerstedde J-M, Gillespie DAF, Sale JE, Yamazoe M, Bishop DK, Takata M, Takeda S, Watanabe M, Swenberg JA, Nakamura J.
  • 雑誌名: Cancer Res. 67 ページ: 11117-11122
  • 査読あり
• [雑誌論文] RAD51 up-regulation bypasses BRCA1 function and is a common feature of BRCA1-deficient breast tumors. (2007)
  • 著者名/発表者名: Martin RW, Orelli BJ, Yamazoe M, Minn AJ, Takeda S, Bishop DK
  • 雑誌名: Cancer Res. 67 ページ: 9658-9665
  • 査読あり
• [雑誌論文] DDB1 gene disruption causes a severe growth defect and apoptosis in chicken DT40 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wakasugi M, Matsuura K, Nagasawa A, Fua D, Shimizu H, Yamamoto K, Takeda S, Matsunaga T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 364 ページ: 771-777
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ctp1/CtIP and the MRN complex collaborate in the initial steps of homologous recombination. (Review) (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeda S, Nakamura K, Taniguchi Y, Paull TT
  • 雑誌名: Mol Cell 28 ページ: 351-352
  • 査読あり
• [学会発表] BRCA1-CTIP complex plays a novel role in cellular tolerance to double-strand breaks associated with polypeptides in the presence of topoisomerase poisons. (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeda S, Nakamura K, Taniguchi Y
  • 学会等名: Abcam, Maintenance of Genome Stability Conference 2008
  • 発表場所: Puerto Vallarta, Mexico
  • 年月日: 20080304-07
• [学会発表] A critical role for the ubiquitin-conjugating enzyme Ubc13 in initiating homologous recombination (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeda S
  • 学会等名: CNIO Cancer Conferences
  • 発表場所: Madrid, Spain,
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] A critical role for the ubiquitin-conjugating enzyme UBC13 in initiating homologous recombination. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeda S
  • 学会等名: FASEB Genetic Recombination & Genome Rearrangements
  • 発表場所: Snowmass Village, Colorado, USA
  • 年月日: 2007-07-29
• [学会発表] 遺伝子破壊メダカ作製系の樹立,淡路,兵庫,5月17日,2007.(招待、特別講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 武田俊一
  • 学会等名: 第5回幹細胞シンポジウム
  • 発表場所: 兵庫県淡路市
  • 年月日: 2007-05-17