染色体ストレス応答におけるクロマチンリモデリング因子の役割

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: ゲノム複製・修復・転写のカップリングと普遍的なクロマチン構造変換機構
• 研究課題/領域番号: 23131505
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 石合 正道 京都大学, 放射線生物研究センター, 准教授 (90298844)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: クロマチン / DNA修復 / ファンコニ貧血 / ヒストンシャペロン / FANCD2 / ヒストン / シグナル伝達 / 癌

研究実績の概要

ファンコニ貧血（FA）の原因遺伝子群の構成するFA経路は、DNAクロスリンク（ICL）修復と染色体ストレス応答に必須の役割を果たす。本研究課題では、FA経路とクロマチン制御因子がカップリングする可能性を想定し、以下の研究を行った。

１）FA経路の中心タンパク質FANCD2のヒストンシャペロン活性の検討。詳細な表現型解析により、昨年度同定した点突然変異体（RK変異体）を含め、これまで分離したFANCD2 C末端領域のヒストンシャペロン変異体は、いずれも同時にFANCD2のモノユビキチン化が抑制されることが判明した。このため、FANCD2の機能分離変異体の単離を試みた。検討の結果、FANCD2が正常にモノユビキチン化され、ヒストンシャペロン活性が著減するヒトFA患者由来のFANCD2 R302W（トリではR305W）変異体を見いだした。その解析から、FANCD2のヒストンシャペロン活性は、クロマチン上で働くFANCD2の機能であること、また、この活性は直接クロマチンの動的変化を制御することが結論され、これらの成果を論文として発表した。

２）FA経路とクロマチンリモデリング複合体Swi/Snfとの機能連携の検討。ヒトHeLa細胞を用い、Swi/Snf複合体のBrg1, Brm, SNF5のsiRNAによるノックダウンを行い、細胞の表現型解析により直接的にFA経路との機能連携を検討した。いずれの細胞も、DNAダメージによるFANCD2モノユビキチン化は正常であり、ICL薬剤に対する感受性にも顕著な差はなかった。従ってICL修復においては、FA経路分子とSwi/Snf複合体の機能連携の寄与は大きくないと結論される。加えて、Brg1欠損細胞であるH1299細胞にBrg1を再発現させた細胞を構築し、両者を比較したが、優位な差は見られず、上のノックダウン実験の結論を支持する結果が得られた。

現在までの達成度 (段落)

24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

24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] DNA robustly stimulates FANCD2 monoubiquitylation in the complex with FANCI. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Toda K, Ishiai M, Takata M, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 40 ページ: 4553-4561
  • DOI: 10.1093/nar/gks053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mcm8 and Mcm9 form a complex that functions in homologous recombination repair induced by DNA interstrand crosslinks. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K, Ishiai M, Horikawa K, Fukagawa T, Takata M, Takisawa H, Kanemaki MT.
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 47 ページ: 511-522
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2012.05.047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone chaperone activity of Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI, is required for DNA crosslink repair. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Ishiai M, Toda K, Furukoshi S, Osakabe A, Tachiwana H, Takizawa Y, Kagawa W, Kitao H, Dohmae N, Obuse C, Kimura H, Takata M, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 31 ページ: 3524-3536
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of the DNA repair-defective mutants in DT40 cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishiai M, Uchida E, Takata M.
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: 920 ページ: 39-49
  • DOI: 10.1007/978-1-61779-998-3_4
• [学会発表] 高発がん性疾患ファンコニ貧血原因遺伝子産物FANCD2の示すヒストンシャペロン活性の生理的意義 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石合正道
  • 学会等名: 平成24年度文部科学省新学術領域「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: 学術総合センター 一橋講堂（東京都）
  • 年月日: 2013-01-29 – 2013-01-30
• [学会発表] FANCD2のヒストンシャペロン活性がDNA修復機能に果たす役割． (2012)
  • 著者名/発表者名: 石合正道、佐藤浩一、髙田穣、胡桃坂仁志
  • 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（福岡市）
  • 年月日: 2012-12-11 – 2012-12-14
• [学会発表] Histone chaperon activity of Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI, is required for DNA crosslink repair. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishiai M, Sato K, Toda K, Furukoshi S, Osakabe A, Tachiwana H, Takizawa Y, kagawa W, Kitao H, Dohmae N, Obuse C, Kimura H, Takata M and Kurumizaka H
  • 学会等名: The 8th 3R symposium
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2012-11-25 – 2012-11-28
• [学会発表] ファンコニ貧血経路の示すヌクレオソーム形成活性のDNA修復における役割． (2012)
  • 著者名/発表者名: 石合正道、佐藤浩一、髙田穣、胡桃坂仁志
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第55回大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（仙台市）
  • 年月日: 2012-09-06 – 2012-09-08
  • 招待講演
• [備考] 京都大学放射線生物研究センター晩発効果研究部門DNA損傷シグナル研究分野
  • URL: http://house.rbc.kyoto-u.ac.jp/Late_Effect/Japanese_site/Welcome.html