誘発突然変異と複製後修復経路の制御機構の解明に向けた生化学的分子基盤の確立

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24310040
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 増田 雄司 名古屋大学, 医学系研究科(環医), 准教授 (30273866)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 損傷乗り越え DNA 合成 / 脱ユビキチン / PCNA / ポリユビキチン化

研究実績の概要

放射線や環境変異原によって引き起こされる重要な生物影響の一つは突然変異の誘発であり、 その分子機構の解明は当該研究分野の重要課題である。誘発突然変異の主要な原因である複製後修復には二つの経路、忠実度の低い損傷乗り越え DNA ポリメラーゼを介した Polymerase switch (PS)と、忠実度の高い DNA ポリメラーゼを介した Template switch (TS)経路が存在する。損傷部位での PS または TS への振り分けは、突然変異誘発のリスクに直接反映されると考えられ、その制御は遺伝的安定性の維持に極めて重要である。本申請研究では、申請者が確立した再構成系を利用して、複製後修復経路を制御する PCNA のユビキチン化/脱ユビキチン化の分子機構を解析し、 突然変異の誘発頻度に関わる複製後修復経路の制御機構の全体像の解明を目的としており、本年度は次の通り解析を行った。
１）PCNAのポリユビキチン化の分子機構の解析
PCNAのポリユビキチン化に関与するE3であるHLTFの酵素活性は、DNAにより著しく促進される。本年度は、様々な構造をとる合成DNAを用いて、HLTFの酵素活性の促進効果を解析した。
２）PCNAの脱ユビキチン化の分子機構の解析
USP1はPCNAの脱ユビキチン酵素として機能すると考えられている唯一の酵素である。本年度は、PCNAの脱ユビキチン化反応について、USP1以外の脱ユビキチン酵素について解析した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Relevance of simultaneous mono-ubiquitinations of multiple units of PCNA homo-trimers in DNA damage tolerance (2015)
  • 著者名/発表者名: KANAO Rie, MASUDA Yuji, DEGUCHI Saori, YUMOTO-SUGIMOTO Mayumi, HANAOKA Fumio, MASUTANI Chikahide
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0118775
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0118775
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Guanine-5-carboxylcytosine base pairs mimic mismatches during DNA replication (2014)
  • 著者名/発表者名: SHIBUTANI Toshihiro, ITO Shinsuke, TODA Mariko, KANAO Rie, COLLINS Leonard B, SHIBATA Marika, URABE Miho, KOSEKI Haruhiko, MASUDA Yuji, SWENBERG James A, MASUTANI Chikahide, HANAOKA Fumio, IWAI Shigenori, KURAOKA Isao
  • 雑誌名: Scientifc Reports 巻: 4 ページ: 5220
  • DOI: 10.1038/srep05220
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel ATM/TP53/p21-mediated checkpoint only activated by chronic γ-irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: CAO Lili, KAWAI Hidehiko, SASATANI Megumi, IIZUKA Daisuke, MASUDA Yuji, INABA Toshiya, SUZUKI Keiji, OOTSUYAMA Akira, UMATA Toshiyuki, KAMIYA Kenji, SUZUKI Fumio
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e104279
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0104279
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ヒト細胞におけるPCNAの翻訳後修飾によるDNA損傷トレランス制御機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金尾梨絵, 増田雄司, 花岡文雄, 益谷央豪
  • 学会等名: 平成26年度「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-01-27 – 2015-01-28
• [学会発表] HECTタイプのユビキチンリガーゼ、E6AP-E6複合体によるユビキチン鎖伸長反応の分子機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 柊元 巌, 益谷央豪
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 変異体PCNA発現ヒト細胞を用いたDNA損傷トレランス制御の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金尾梨絵, 増田雄司, 花岡文雄, 益谷央豪
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Interactions between PCNA and Y-family DNA polymerases (2014)
  • 著者名/発表者名: Masuda Y, Kanao R, Ohmori H, Hanaoka F, Masutani C
  • 学会等名: The 9th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [学会発表] Relevance of simultaneous mono-ubiquitinations of multiple units of PCNA homo-trimers in DNA damage tolerance (2014)
  • 著者名/発表者名: Masutani C, Kanao R, Masuda Y, Hanaoka F
  • 学会等名: The 9th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [学会発表] Analysis of a novel DNA-dependent ubiquitin ligase, human HLTF (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S, Masuda Y, Masutani C
  • 学会等名: The 9th 3R (Replication, Recombination and Repair) Symposium
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [学会発表] ユビキチンリガーゼによるユビキチン鎖リンケージとユビキチン鎖の伸長制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所研究集会「染色体ＤＮＡの安定維持の分子メカニズム」
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] DNAポリメラーゼηとPCNAの相互作用の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 金尾梨絵, 大森治夫, 花岡文雄, 益谷央豪
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第57回大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-10-01 – 2014-10-03
• [学会発表] DNAポリメラーゼηのPCNA相互作用部位の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 金尾梨絵, 大森治夫, 花岡文雄, 益谷央豪
  • 学会等名: 日本遺伝学会第86回大会
  • 発表場所: 長浜
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] Different types of interactions between PCNA and Y-family DNA polymerases for translesion DNA synthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Masud Y, Kanao R, Ohmori H, Hanaoka F, Masutani C
  • 学会等名: ZING conference, DNA Polymerases: Biology, Diseases and Biomedical Applications Conference 2014
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [学会発表] The short CCG run in Huntingtin (HTT) gene is an obstacle for replicative DNA polymerases, potentially hampering the fork progression (2014)
  • 著者名/発表者名: Hang LP, Furukohri A, Masuda Y, Maki S, Katayama T, Maki H
  • 学会等名: ZING conference, DNA Polymerases: Biology, Diseases and Biomedical Applications Conference 2014
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [学会発表] PCNAのユビキチン修飾による複製後修復経路の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田雄司, 益谷央豪
  • 学会等名: 変異機構研究会・第27回夏の学校
  • 発表場所: 小牧
  • 年月日: 2014-06-21 – 2014-06-22
• [備考] 名古屋大学環境医学研究所
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp
• [備考] 名古屋大学環境医学研究所ゲノム動態制御分野
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/genome/home.html