多重ドメイン蛋白によるユビキチンシグナルの選択性と疾患

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: ユビキチンネオバイオロジー：拡大するタンパク質制御システム
• 研究課題/領域番号: 25112513
• 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 – 2015-03-31
• キーワード: NBS1 / ユビキチンシグナル / RAD18 / RNF20

研究実績の概要

ナイミーヘン症候群の蛋白NBS1はそのC末側の約100aaの狭い領域にDNA修復を協調的に行うための、RAD18,RNF20,ATM,MRE1の４種類の蛋白との結合ドメインが存在し、それにより損傷乗り越えDNA合成、クロマチン・リモデリング、チェックポイント、相同組み換え修復を制御する。本研究では、これら拮抗する制御系がNBS1を介したユビキチン化が「選択的に基質タンパク質を識別」する機構を解析する。
RNF20をノックダウンするとRAD18によるPCNAユビキチン化能も低下した。このことはRNF20によるユビキチン化シグナルとRAF18によるユビキチンシグナル経路が重複している可能性を示唆する。そこで、RNF20のシグナル経路をさらに解析した結果、RNF20はヒストンシャペロンFACTと結合して、DNA二重鎖切断部位に集結することが判明した。これに対してRAD18の集結には少なくとも二種類の蛋白が必要であることがマススペクトルを用いた実験による明らかとなった。また、この二種類の蛋白はDNA二重鎖切断には反応せずに、専ら紫外線損傷だけに反応したことから、RNF20とRAD18のユビキチンシグナル経路は全く独立したものである。両ユビキチンシグナルが交差する原因は、RNF20によるクロマチンリモデリングが紫外線損傷応答にも必要と思われる。一方、RAD18結合ドメイン欠損のNBS1ノックインマウスを作製してその性質を解析した結果、ナイミーヘン症候群の特徴である小頭症は観察されなかった。また、免疫グロブリンのサブセットにはわずかに異常が見られたものの、顕著な違いではなかった。このことから、ナイミーヘン症候群の患者に見られる臨床症状の多くは相同組換えなど他のNBS1機能の喪失に由来すると思われる。

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。

研究成果

• [雑誌論文] Increased oxidative stress in AOA3 cells disturbs ATM-dependent DNA damage responses. (2015)
  • 著者名/発表者名: Junya Kobayashi, Yuichiro Saito, Michiyo Okui, Noriko Miwa, Kenshi Komatsu
  • 雑誌名: Mutation Research - Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] BRCA1 and CtIP are Both Required to Recruit Dna2 at Double-Strand Breaks in Homologous Recombination (2015)
  • 著者名/発表者名: Hoa NN., Kobayashi J., Omura M., Hirakawa M., Yang SH., Komatsu K., Paull TT., Takeda S., Sasanuma H
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wilms' tumor gene WT1 promotes homologous recombination- mediated DNA damage repair (2015)
  • 著者名/発表者名: Oji Y1, Tatsumi N, Kobayashi J, Fukuda M, Ueda T, Nakano E, Saito C, Shibata S, Sumikawa M, Fukushima H, Saito A, Hojo N, Suzuki M, Hoshikawa T, Shimura T, Morii E, Oka Y, Hosen N, Komatsu K, Sugiyama H
  • 雑誌名: Mol Carcinog 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: 10.1002/mc.22248
  • 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 / オープンアクセス
• [雑誌論文] DNA damage signaling guards against perturbation of cyclin D1 expression triggered by low-dose long-term fractionated radiation (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimura T, Kobayashi J, Ｋomatsu K, Kunugita N
  • 雑誌名: Oncogenesis 巻: 3 ページ: e132
  • DOI: 10.1038/oncsis.2014.48
  • 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 / オープンアクセス
• [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: 55 ページ: 690-8
  • DOI: 10.1093/jrr/rru011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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 A 巻: 164A ページ: 1830-4
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36546
  • 査読あり
• [学会発表] Dose-dependent regulation of two rejoining pathways for DNA double-strand breaks (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Saito, Makoto Ihara, Akihiro Kato, Junya Kobayashi, Kenshi Komatsu
  • 学会等名: 30th RBC-NIRS International Symposium
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] 相同組換え修復と損傷乗越えDNA合成におけるNBS1蛋白の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松賢志、加藤晃弘、柳原啓見、斎藤裕一朗、周慧、小林純也
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] Roles of NBS1 in radiation responses and initiation of translesional DNA synthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Komatsu
  • 学会等名: 5th US-Japan DNA Repair
  • 発表場所: 鳴門
  • 年月日: 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] NBS1蛋白C末側ドメインとDNA損傷応答における役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松賢志、加藤晃弘、柳原啓見、斎藤裕一朗、周慧、小林純也
  • 学会等名: 日本放射線影響学会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-10-01
  • 招待講演
• [学会発表] 紫外線損傷乗り越えDNA合成と電離放射線の修復蛋白NBS1 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松賢志
  • 学会等名: 光医学・光生物学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-07-25
  • 招待講演
• [図書] Nijmegen Breakage Syndrome (ナイミーヘン症候群) (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤晃弘、柳原啓見、小松賢志
  • 総ページ数: 未定
  • 出版者: 日本臨牀社
• [備考] 京都大学放射線生物研究センター
  • URL: http://www.rbc.kyoto-u.ac.jp