全ゲノム配列比較にもとづくDNA修復酵素の比較と分類

基于全基因组序列比较的DNA修复酶的比较和分类

基本信息

批准号：
14015213
负责人：
由良敬
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ゲノムは放射線や化学物質による攻撃を受け続けている。これらの攻撃の結果、ゲノム配列に変化が生じるが、生物にはこの障害を修復する機構がある。また、DNA複製の際にも複製ミスは起こっているが、そのミスもほとんどの場合は修正されている。DNAの塩基配列をある程度保存することができなければ、ゲノムにコードされている情報が変化してしまい、その生物は死にいたる。しかし、完全に修復してしまっては、生物は進化しない。DNA損傷の修復は、DNA修復酵素と呼ばれる一群のタンパク質によって行われていることが解明されている。放射線照射による細胞のガン化は、DNA修復酵素による修復が正常に機能しない、または間に合わないことが原因の一端となっている。このように基本的な酵素であるDNA修復用タンパク質は、DNAポリメラーゼやRNAポリメラーゼのように、すべての生物に共通に存在するのだろうか。あるいは、生物ごとに異なる種類のDNA修復酵素が存在するのであろうか。生物は進化の過程で何種類の修復酵素を生み出してきたのであろうか。以上のことを明らかにすることを目的に、研究を開始した結果以下の2点を達成した。1)DNA修復酵素および修復に関連するタンパク質のアミノ酸配列、ゲノム上の位置、及び相互作用の情報を収集することができ、それらを統合したデータベースを構築することができた。平成15年3月現在、試験的な公開を開始し、詳細部分の調整を行っている。2)データベース構築にあたり、全ゲノムが判明している生物種において、各種の修復関連タンパク質の存在の有無を調べたところ、多くの修復関連タンパク質が、保存されていないことが判明した。たとえば、ミスマッチ修復システムであるMutS, MutL, MutMは3つのタンパク質がそろって、初めて機能するはずであるが、生物によっては、3つが完全にそろっていない、または1つが重複している場合があることがわかった。

基因组继续受到辐射和化学物质的攻击。这些攻击导致基因组序列的变化，但是生物具有修复这种疾病的机制。此外，在DNA复制过程中会出现复制误差，但在大多数情况下，这些误差也已得到纠正。如果无法在某种程度上保存DNA，则基因组中编码的信息将改变，从而导致生物体死亡。但是，如果有机体完全修复，它将不会发展。已经揭示了DNA损伤修复是由一组称为DNA修复酶的蛋白质进行的。细胞通过辐射的癌化部分是由于无法正常运作或用DNA修复酶及时修复。这种碱性酶，DNA修复蛋白是否存在于所有生物中，例如DNA聚合酶和RNA聚合酶？也许每个生物都有不同类型的DNA修复酶。有多少种类型的修复酶在其进化过程中产生了生物体？为了阐明上述内容，我们开始研究并实现了以下两个点：1）有关氨基酸序列，基因组位置以及与维修相关的DNA修复酶和蛋白质的相互作用的信息，并能够构建数据库，以构建这些数据库。截至2003年3月，审判发布已经开始，并进行了详细的调整。 2）在构建数据库时，我们研究了已经发现了整个基因组的生物体中存在或不存在各种与修复相关的蛋白质的存在，并发现许多与修复相关的蛋白质没有保存。例如，不匹配的修复系统MUTS，MUTL和MUTM只能与三种蛋白质一起起作用，但是在某些生物体中，这三个可能不会完全组织起来，或者一个可能重叠。