紫外線誘発DNA損傷6-4光産物の哺乳類細胞における損傷乗り越え複製

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22710059
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 国立医薬品食品衛生研究所
• 研究代表者: 赤木 純一 国立医薬品食品衛生研究所, 病理部, 研究員 (60512556)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: DNA複製・修復 / 損傷乗り越え複製 / ミスマッチ修復 / 突然変異 / 紫外線 / 癌

研究概要

本研究では紫外線により誘発されるDNA損傷の一つである6-4光産物(6-4PP)の損傷乗り越え複製(TLS)機構と、それに伴う突然変異誘発の分子機構の解析を目的として、さまざまなTLSポリメラーゼ欠損細胞を用いて細胞内TLSアッセイを行った。その結果、主要なTLSポリメラーゼであるPolη(イータ)、Polι(イオタ)、Polκ(カッパ)をすべて欠損した細胞でも6-4PPに対するTLS活性がみられ、細胞内ではこれらのTLSポリメラーゼ以外に複製ポリメラーゼ等が6-4PPのTLSに関わっている可能性が示唆された。一方でPolζ(ゼータ)の活性サブユニットであるRev3欠損細胞ではTLS活性が消失することから、Polζが6-4PPのTLSを完了するために必須のextenderであることが示された。そこで Polζによる突然変異誘発メカニズムについてさまざまな配列中の6-4PPを用いて解析したところ、Polζは損傷の次の塩基に対して高い頻度で突然変異を引き起こすこと、およびその変異頻度はDNA損傷前後の塩基配列の影響を大きく受けることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] The Vital Role of Polymerase ζ and REV1 in Mutagenic, but Not Correct, DNA Synthesis across Benzo[a]pyrene-dG and Recruitment of Polymerase ζ by REV1 to Replication-stalled Site. (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiji Hashimoto, Youngjin Cho, In-Young Yang, Jun-ichi Akagi, Eiji Ohashi, Satoshi Tateishi, Niels de Wind, Fumio Hanaoka, Haruo Ohmori and Masaaki Moriya
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287 ページ: 9613-9622
  • DOI: doi: 10.1074/jbc.M111.331728
• [雑誌論文] Stalled Polη at its cognate substrate initiates an alternative translesion synthesis pathway via interaction with REV1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Wakana Ito, Masayuki Yokoi, Nobutaka Sakayoshi, Yasutaka Sakurai, Jun-ichi Akagi, Hiroshi Mitani, Fumio Hanaoka
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 17 ページ: 98-108
  • DOI: DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01576.x
• [学会発表] TLSポリメラーゼ欠損細胞と複製ベクターを用いた細胞内TLSアッセイによる紫外線誘発DNA損傷6-4光産物の損傷乗り越え複製機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 赤木 純一, 橋本 恵至, 大森 治夫, 岩井 成憲, 森谷 正明, 花岡 文雄
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] PolκのRev1に依存した活性が紫外線によるDNA損傷のTLSに関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 健司, 赤木 純一, 大橋 英治, 横井 雅幸, 大森 治夫, 花岡 文雄
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] Polκは紫外線により誘発される突然変異の抑制に関与する (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 健司, 赤木 純一, 大橋 英治, 大森 治夫, 横井 雅幸, 花岡 文雄
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] 損傷乗り越え複製DNAポリメラーゼκはマウス細胞において紫外線誘発DNA損傷に対して予備的なTLSポリメラーゼとして働く (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤木 純一, 鈴木 健司, 大橋 英治, 大雲 剛志, 近藤 雄二, 横井 雅幸, 大森 治夫, 花岡 文雄
  • 学会等名: 第33回 日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 20101207-10