遺伝情報の維持と突然変異制御の機構

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61065007
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 関口 睦夫 九州大学, 医学部, 教授 (00037342)
• 研究分担者: 作見 邦彦 九州大学生体防御医学研究所, 助手 (50211933)
• キーワード: DNA修復 / 複製精度 / DNAポリメラ-ゼ / アルキル化剤 / 遺伝子クロ-ニング / 自然突然変異 / 誘導突然変異 / メチルトランスフェラ-ゼ

研究概要

生物の遺伝情報はDNA分子の中に塩基配列の形で保持されており、細胞世代、個体世代を通じてそれを安定に維持することは生物にとって最も重要な機能の一つである。それを担うものは多様な損傷に対するDNA修復機構と高精度のDNA複製機構であるが、我々はその分子的機構を主として大腸菌を用いて明らかにし、その上にたってヒトを含む哺乳動物の細胞内で働いている機構についても部分的に明らかにした。
1.アルキル化剤に対する大腸菌の適応応答の分子的機構:適応応答において中心的役割を果たしているAdaタンパクの遺伝子に改変を加え、アミノ酸置換したAdaタンパク、ドメイン構造の一部のみをもつタンパクを作製して解析した。その結果39KDa AdaタンパクのN末端側の20KDaドメインにプロモ-タ-への結合活性があり、特にN末端から69番目のシステイン残基のメチル化によりDNA結合活性と転写促進活性がともに上昇することがわかった。
2.自然突然変異の制御におけるDNA複製酵素の役割:大腸菌の複製酵素であるDNAポリメラ-ゼIIIの触媒サブユニット(ε)にアミノ酸置換をいれることによって高い自然突然変異率を示すようになることを明らかにし、変異型ポリメラ-ゼの酵素的性質を明らかにした。またAT→CGトランスバ-ジョンの生起を抑えているMut Tタンパク質の機能を、そのタンパクがもつdGTPase活性との関連において明らかにした。
3.DNAや突然変異の制御に関わる哺乳動物の遺伝子:アルキル化剤によるDNAの傷を修復するメチルトランスフェラ-ゼのcDNAを各種哺乳動物の細胞からクロ-ニングし、ヒトとマウスについてはその遺伝子の構造をほぼ明らかにした。ヒトのある種の癌細胞ではその遺伝子の発現が抑えられていることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] M.Takahashi: "Interaction of Ada protein with DNA examined by fluorescence anisotropy of the protein" Biochemistry. 29. 3431-3463 (1990)
• [文献書誌] K.Takahashi: "Effects of vanillin and oーvanillin on induction of DNAーrepair networks: modulation of mutagenesis in Escherichia coli" Mutation Res.230. 127-134 (1990)
• [文献書誌] H.Hayakawa: "Expression and cloning of complementary DNA for a human enzyme that repairs O^6 ーmethylguanine in DNA" J.Mol.Biol.213. 739-747 (1990)
• [文献書誌] G.Koike: "purification,structure,and biochemical properties of human O^6 ーmethylguanine ーDNA methyltransferase" J.Biol.Chem.265. 14754-14762 (1990)
• [文献書誌] H.Akimaru: "Positive and negative regulation of transcription by a Cleavage product of Ada protein" J.Mol.Biol.216. 261-273 (1990)
• [文献書誌] K.Sakumi: "Structures and functions of DNA glycosylases" Mutation Res.236. 161-172 (1990)