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本研究では、ヒト細胞のDNA二本鎖切断の相同組換え修復の中心的蛋白質であるRAD51の機能制御に、ヒストンH2AZの放出を含めた損傷依存的なクロマチン再構成とSUMO化修飾システムがどのような役割を果たしているのかについて検討することにより、ゲノム修復「場」の制御機構の解明に取り組んでいる。ヒトやニワトリ細胞には、H2AZ.1とH2AZ.2という2種類のH2AZアイソフォームが存在することが報告されている。そこで、H2AZ.1とH2AZ.2の遺伝子欠損DT40細胞株の放射線感受性を解析したところ、H2AZ.2欠損細胞がH2AZ.1欠損細胞や野生型細胞より高い放射線感受性を示した。このため、H2AZ.2がゲノム損傷修復に関与している可能性が示唆された。さらに、H2AZ.1欠損細胞では、放射線照射後に認められるRAD51フォーカスの形成が抑制されていることが観察された。これらの結果から、H2AZ.2が、DNA二本鎖切断の相同組換えに関与している可能性が示唆された。そこで、H2AZの損傷依存的な動態変化を解析するために、GFP-H2AZアイソフォームの発現ベクターを遺伝子導入したヒト繊維芽細胞株を用いて、紫外線レーザーマイクロ照射法によるヒストンH2AZ.1とH2AZ.2の放出についての検討を行なった。その結果、紫外線レーザーによるゲノム損傷誘導直後から、H2AZ.2が損傷クロマチンから放出されていることが見いだされた。さらに、SUMO化修飾酵素E3のひとつであるPIAS4の発現抑制により、H2AZ.2の損傷クロマチンからの放出が抑制されることが明らかになった。これらの知見から、ゲノム修復「場」では、SUMO修飾機構がH2AZ.2の損傷依存的なクロマチンからの放出を制御することで、相同組換え修復を促進することが示唆された。
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