活性酸素による種々のDNA損傷に対するin vivo細胞応答の解析

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16201010
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 安井 明 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (60191110)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高尾 雅 東北大学, 加齢医学研究所, 講師 (70216612) ; 中嶋 敏 東北大学, 加齢医学研究所, 助手 (00375114)
• Keywords: 可視化 / 癌 / 老化 / 生体分子 / レーザー / 放射線

Research Abstract

塩基損傷やDNA切断はゲノム不安定性、すなわち種々のゲノム上の変異が発生する原因になりますが、その機構は複雑でまだ十分に理解されていません。これまでの研究は精製した蛋白を使って試験管の中で傷を持ったDNA何が起きるか調べたり、細胞を処理して細胞死や変異がどのように起きるかを遺伝的な方法で調べて得られてきましたが、ゲノムの損傷に伴い細胞の中で何が起きているかを直接調べることは出来ませんでした。我々はレーザー光をレンズを通してsingle cellの核の一部に照射し、その照射条件を工夫して種々の損傷を特異的に作成する方法を開発した。この方法を用いて今年度は早老の原因遺伝子として知られているウェルナー蛋白(WRN)の損傷応答を調べ、この蛋白がこれまでの試験管の中での実験で得られた結果と異なり、塩基損傷や単鎖切断ではなく二重鎖切断に集積することを明らかにしました。さらに、その集積に必要な最小ドメインを決めたところ、カルボキシル末端に近い、これまで機能が良く分っていなかったHRDCドメインであることが証明されました。集積ターゲットはまだ決まっていないものの、このドメインは二重鎖切断のみならず、複製後のテロメアに集積し、幾つかの修復蛋白をリクルートしてその周辺の損傷を修復し、テロメアの状態を保持する昨日を持っていることが考えられます。この様な研究により、これまで不可能であった細胞内でのゲノム損傷応答の機構が明らかになると期待されます。

Research Products

• [Journal Article] Accumulation of Werner protein at DNA double-strand breaks in human cells (2005)
  • Author(s): Lan L., Nakajima S, Komatsu K, Nussenzweig A, Shimamoto A, Oshima J, Yasui A.
  • Journal Title: J. Cell Sci. 118 Pages: 4153-4162
• [Journal Article] Translocation of XRCC1 and DNA ligase IIIa from centrosomes to chromosomes in response to DNA damage in mitotic human cells. (2005)
  • Author(s): Okano S, Lan L, Tomkinson AE, Yasui A
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 33 Pages: 422-429
• [Journal Article] DNA Polymerase lambda protect mouse fibroblasts against oxidative DNA damage and is recruited to sites of DNA damage repair (2005)
  • Author(s): Braithwaite EK, Kedar PS, Lan L, Polosina YY, Asagoshi K, Poltorasky V, Horton JK, Miller H, Teebor GW, Yasui A, Wilson SH.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280 Pages: 31641-31647
• [Journal Article] MSH2-MSH6 stimulates DNA polymerase eta, suggesting a role for A-T mutation in immunoglobulin genes (2005)
  • Author(s): Wilson TM, Vaisman A, Maritomo SA, Sullivan P, Lan L, Hanaoka F, Yasui A, Woodgate R, _Gearhart PJ.
  • Journal Title: J.Exp.Med. 201 Pages: 637-645
• [Journal Article] Powerful skin cancer protection by a CPD-photolyase transgene (2005)
  • Author(s): Jans J, Schul W, Sert Y-G, Rijksen Y, Rebel H, Eker APM, Nakajima S, van Steeg H, de Gruiji FR, Yasui A, Hoejimakers JHJ, van der Horst GTJ
  • Journal Title: Curr. Biology 15 Pages: 1-20
• [Journal Article] DNA repair initiated by glycosylases in the nucleus and mitochondria of mammalian cells ; how our cells respond to a flood of oxidative DNA damage (2005)
  • Author(s): Takao M, Yasui A.
  • Journal Title: J Darmat Sci.Suppl. 1 Pages: S9-S19