DNA損傷によって誘発される非相同的組換えと損傷の修復に関する分子生物学的研究

DNA损伤引起的非同源重组和损伤修复的分子生物学研究

基本信息

批准号：
08280207
负责人：
池田日出男
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

非相同的組換えは、相同性のないDNA間、あるいは短い相同配列間で起こる組換えで、染色体異常の原因となることが知られている。我々は、非相同的組換えがどのように起こり、また、どのように制御されているかを調べるために、遺伝学的及び生化学的アプローチが可能な大腸菌を用いた解析系を構築し、非相同的組換えの機構を調べた。この解析系を用いた実験の結果から次のことが示唆された。(1)組換えは、DNAの損傷とDNA複製フォークが衝突することによって誘導されるDNAの二本鎖が引き金となって起こる。(2)RecJエキソヌクレアーゼは、DNAどうしがつながりやすくなるようにDNA末端の構造を修正する。(3)RecQヘリカーゼは、DNA末端どうしが会合した組換え中間体の結合部分を巻き戻すことにより非相同的組換えを抑制する。(4)DNA結合蛋白質Fisは、DNA断片に結合してDNAを折り曲げ、DNA末端の結合を助ける。(5)ある種のDNAジャイレース変異株では、非相同的組換えが自然に誘発されることがわかった。この組換えは、DNAの損傷によって誘導される非相同的組換えとは異なり、DNAジャイレースによって誘導される組換えである。この組換えには、さらに、二種類の機構が存在することが明らかになった。以上の結果は、いずれも初めて明らかになった事実であるが、中でも次の点が興味深いと思われる。昨年、急性白血病が高頻度で起こるブルーム症候群や若年老化が起こるウエルナ-症候群の原因遺伝子(BLM、WRN)が大腸菌recQのホモログであることが明らかになった。これらの病気の細胞においては染色体異常が頻発することが知られているので、大腸菌recQ変異株に見られる非相同的組換えの高頻度誘発の現象は、これらのヒトの遺伝子疾患のモデルとして有効であると思われる。

非同源重组是一种重组，是在非同源DNA之间或短同源序列之间发生的，并且已知会引起染色体异常。我们使用大肠杆菌构建了一个分析系统，该系统允许遗传和生化方法研究异源重组的发生方式及其如何控制，并研究了异源重组的机制。使用此分析系统的实验结果提出了以下建议：（1）重组是由于DNA损伤和DNA复制叉碰撞引起的双链DNA而发生的。（2）RECJ外切酶修饰DNA末端的结构，以便更容易连接DNA。（3）RECQ解旋酶通过放出与DNA末端相关的重组中间体的结合部分来抑制异源重组。（4）DNA结合蛋白FIS与DNA片段和折叠DNA结合，有助于DNA末端的结合。（5）发现在某些DNA回旋酶突变体中自发诱导异源重组。这种重组是由DNA回旋酶引起的重组，这与DNA损伤引起的非同源重组不同。还揭示了这种重组中有两种机制。这些结果首次很明显，但是以下几点令人感兴趣：去年，据透露，负责频繁开花综合征的基因（BLM，WRN）与大肠杆菌Recq同源。由于已知染色体异常经常发生在这些疾病的细胞中，因此在大肠杆菌RECQ突变体中看到的异源重组的高频诱导现象似乎是这些人遗传疾病的模型有效的。