損傷乗り越えＤＮＡ合成における細胞分化と紫外線線量率効果

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25550025
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小松 賢志 京都大学, 放射線生物研究センター, 教授 (80124577)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 紫外線感受性 / NBS1

研究概要

損傷乗り越えDNA合成（以下TLS）は、ヌクレオチド除去修復とともに、紫外線感受性の重要因子である。従来のTLS生物実験では皮膚線維芽細胞のような分化細胞を用い、また太陽紫外線の数百倍の線量率で照射されるなど実体が環境中とかけ離れた条件下で研究されてきた。本研究では、TLSを開始させる蛋白NBS1を欠損したモデルマウスのES細胞と成体マウス線維芽細胞、およびそれぞれの野生型細胞を、太陽紫外線レベルの低線量率で照射して、環境中におけるTLSの防御的役割とその分子機構を明らかにする事を目的とする。
始めに、紫外線線源と石英製の培養皿の距離とneutral density filterを用いて太陽紫外線と同程度の0.1J/m2/分の紫外線線量率の照射装置を作製した。この装置を用いて、NBS1欠損細胞とXPC欠損細胞に各線量のUVを照射してコロニー法による線量-生存率曲線を求めた。その結果、野性型の細胞では紫外線急照射に比較して緩照射(0.1J/m2/分)では生存率大きく回復したが、NBS1欠損細胞では、緩照射による回復は部分的であった。一方、XPC欠損細胞では、野性型細胞と同程度の回復が緩照射により得られた。紫外線照射により誘発されるDNA損傷をElisa法を用いて定量した結果、シクロブタン型チミン二量体は緩照射でも細胞内に残存していた。このことから、シクロブタン型チミン二量体を除去する能力が欠失したNBS1欠損細胞が緩照射でも高感受性であると思われる。続いて、Nbs1欠損マウスES細胞と同マウス繊維芽細胞を用いて紫外線感受性を検討した結果、Nbs1欠損マウスES細胞の紫外線感受性はわずかであるが、Nbs1欠損マウス成体繊維芽細胞は顕著な紫外線高感受性を示した。ヌクレオチド除去修復では胚発生ではゲノム全体で働く経路、そして成体では転写に共役した経路が使われることが知られているので、我々の結果はTLSの機能が成体と胚で異なることを示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] Mutations in the FHA-domain of ectopically expressed NBS1 lead to Radiosensitization and to no increase in somatic mutation rates via a partial suppression of homologous recombination (2014)
  • 著者名/発表者名: Maki Ohara, Yumi Funyu, Shunsuke Ebara, Yuki Sakamoto, Ryota Seki, Kenta Iijima, Akiko Ohishi, Junya Kobayashi, Kenshi Komatsu, Akira Tachibana, and Hiroshi Tauchi
  • 雑誌名: J. Radiat. Res 巻: (in press)
  • URL: http://jrr.oxfordjournals.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone chaperone FACT regulates homologous recombination by chromatin remodeling through interaction with RNF20. (2014)
  • 著者名/発表者名: Oliveira DV, Kato A, Nakamura K, Ikura T, Okada M, Kobayashi J, Yanagihara H, Saito Y, Tauchi H, Komatsu K.
  • 雑誌名: J Cell Sci, 巻: 127 ページ: 763-772
  • DOI: 10.1242/jcs.135855
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATM regulates Cdt1 stability during the unperturbed S phase to prevent re-replication. (2014)
  • 著者名/発表者名: Iwahori S, Kohmon D, Kobayashi J, Tani Y, Yugawa T, Komatsu K, Kiyono T, Sugimoto N, Fujita M.
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 13 ページ: 471-481
  • DOI: 10.4161/cc.27274
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypergonadotropic Hypogonadism and Hypersegmented Neutrophils in a Patient with Ataxia-Telangiectasia-Like Disorder: Potential Diagnostic Clues? (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida T, Awaya T, Shibata M, Kato T, Numabe H, Kobayashi K, Komatsu K, Heike T
  • 雑誌名: Am J Med Genet 巻: 164 ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] High LET radiation amplifies centrosome overduplication through a pathway of γ-tubulin monoubiquitination (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimada M, Hirayama R, Komatsu K
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology ・ Biology ・ Physics 巻: 86 ページ: 358-365
  • DOI: 10.1016/j.ijrobp.2013.01.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] The proteasome factor Bag101 binds to Rad22 and suppresses homologous recombination. (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Takeda J, Okada M, Kobayashi J, Kato A, Hirota K, Taoka M, Matsumoto T, Komatsu K, Isobe T
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 3 ページ: 2022
  • DOI: 10.1038/srep02022
  • 査読あり
• [学会発表] NBS1 plays a role in UV damage response through physical interaction with RAD18 (2014)
  • 著者名/発表者名: A Kato, H Yanagihara, J Kobayashi, Y Saito, D Oliveira, C Weemaes, and K Komatsu
  • 学会等名: International Symposium on Xeroderma Pigmentosum and Related Diseases: Disorders of DNA Damage Response
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20140305-20140307
  • 招待講演
• [学会発表] NBS1による損傷乗り越えDNA合成開始機構とモデルマウスの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柳原啓見、加藤晃弘、小林純也、斎藤裕一朗、前川貴則、谷崎美智、小松賢志
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第56回大会
  • 発表場所: 青森
  • 年月日: 20131018-20131020
• [学会発表] Distinct domains of NBS1 separately function in IR- and UV-damage response. (2013)
  • 著者名/発表者名: A Kato, H Yanagihara, K Komatsu.
  • 学会等名: The DNA damage response in cell physiology and disease
  • 発表場所: Cape Sounio
  • 年月日: 20131008-20131011
• [学会発表] 若年期マウスのDNA修復能力と放射線感受性
  • 著者名/発表者名: 小松賢志
  • 学会等名: 環境研セミナー
  • 発表場所: 六ヶ所村
  • 招待講演