出芽酵母DNAポリメラーゼεが関与するDNA複製異常認識の分子機構

酿酒酵母DNA聚合酶ε识别DNA复制异常的分子机制

基本信息

批准号：
11241203
负责人：
真木智子
金额：
$ 20.22万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに出芽酵母DNAポリメラーゼεとその部分複合体Dpb3p-Dpb4pが二本鎖DNA結合能を有することを示した。Dpb3p-Dpb4p複合体はヒストン様のヘテロ二量体であり、Polεとクロマチンの相互作用に関わることが示唆される。Polεの二本鎖DNA結合能の細胞内での役割を明らかにする目的で研究を行い、平成15年度は以下のことを明らかにした。(1)DNAポリメラーゼεの二本鎖DNA結合能はDpb3p-Dpb4p複合体に担われている。ヘテロ二量体形成は正常であるが、二本鎖DNA結合能が低下するアミノ酸置換型Dpb3pおよびDpb4pを分離し、それらを含む変異型Polεを精製したところ、そのサブユニット構成、複合体の安定性、およびDNAポリメラーゼ活性はすべて野生型Polεのそれと同じであった。一方、これら変異型Polεの二本鎖DNA結合能は野生型に比べ顕著に低下していた。以上の結果より、Polεの二本鎖DNA結合能は確かにDpb3p-Dpb4p部分複合体に担われていることが示された。(2)DNAポリメラーゼεの二本鎖DNA結合能の役割本特定領域の荒木ら(国立遺伝学研究所)により、dpb3欠損株においてはテロメア近傍領域の遺伝子サイレンシングの状況が野生型の場合と著しく異なることが報告された。通常何世代にも渡ってエピジェネティックに維持されるサイレンシングの状態(転写抑制の状態)が、この株では安定に維持されない。そこで、二本鎖DNA結合能が低下したPolεを産生するdpb3(K18D)変異株におけるテロメア近傍領域のサイレンシングを調べたところ、dpb3欠損株と同様の異常が観察された。この結果はPolεの二本鎖DNA結合能がテロメア領域におけるヘテロクロマチン形成に関わる機能である可能性を示唆するものである。Polεはテロメア領域の複製とヘテロクロマチン形成を共役させる働きを持つのかもしれない。

我们之前已经证明酿酒酵母 DNA 聚合酶 ε 及其子复合物 Dpb3p-Dpb4p 具有结合双链 DNA 的能力。 Dpb3p-Dpb4p 复合物是一种组蛋白样异二聚体，被认为参与 Polε 和染色质之间的相互作用。我们进行了研究以阐明Polε的双链DNA结合能力在细胞内的作用，并于2003年澄清了以下内容。 (1)DNA聚合酶ε的双链DNA结合能力是由Dpb3p-Dpb4p复合物介导的。我们分离出氨基酸取代形式的Dpb3p和Dpb4p，它们具有正常的异二聚体形成，但双链DNA结合能力降低，并且含有它们的纯化突变体Polε和DNA聚合酶活性均与野生型Polε相同。另一方面，这些突变体Polε的双链DNA结合能力显着低于野生型。上述结果表明，Polε的双链DNA结合能力确实是由Dpb3p-Dpb4p部分复合物承担的。 (2)该特定区域的DNA聚合酶ε的双链DNA结合能力的作用Araki等人(国立遗传学研究所)发现，在dpb3缺陷菌株中，端粒附近区域的基因沉默状态与据报道，野生型存在显着差异。沉默状态（转录抑制状态）通常在表观遗传上维持多代，但在该菌株中并不能稳定维持。因此，当我们研究产生双链DNA结合能力降低的Polε的dpb3(K18D)突变株中端粒附近区域的沉默时，我们观察到与dpb3缺陷株相同的异常。这一结果表明，Polε 的双链 DNA 结合能力可能是参与端粒区域异染色质形成的功能。 Polε可能具有耦合端粒区域复制和异染色质形成的功能。