ヒト染色体DNA切断とその修復機構

人类染色体DNA断裂及其修复机制

基本信息

批准号：
18058019
负责人：
足立典隆
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Yokohama City University
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

染色体DNA鎖切断修復には多種多様な経路が存在しているため,さまざまな種類のDNA鎖切断に対する各経路の役割分担やその制御機構については明らかにされていない.そこで本研究では,我々が最近開発したヒトNalm-6細胞を使った逆遺伝学的解析システムを利用して,染色体DNA鎖切断修復に関わる遺伝子のノックアウト細胞を系統的に作製し,得られた変異細胞の表現型を解析することにより,鎖切断に対する応答・修復機構をヒト細胞で明らかにすることを目的として研究を行った.本年度は,DNA鎖切断修復に関わる遺伝子を系統的にノックアウトし,計画していたほとんどの遺伝子についてホモ変異細胞の作製を完了することができた.次に得られた変異細胞を詳細に解析し,相同組換え経路と非相同末端連結経路との相対的役割に関するいくつかの新たな知見を得た.特に,カンプトテシンやエトポシドなどのトポイソメラーゼ阻害剤が誘発する一本鎖・二本鎖切断に対する各経路の役割を解析し,トポイソメラーゼI阻害剤によるダメージに対しては相同組換え経路が,トポイソメラーゼII阻害剤によるダメージに対しては非相同末端連結経路が重要であることを明らかにした.また,非相同末端連結に関わるエンドヌクレアーゼであるArtemisがDNA ligase IVに依存した非相同末端連結経路における役割とは別の機能を担っていることを突き止めた.さらに,こうしたヒト細胞変異株における組換え頻度の解析等から,二本鎖切断修復に関わる第三の経路の存在を明らにした.

由于修复染色体DNA链断裂的途径有很多种，但每种途径的作用及其对各类DNA链断裂的控制机制尚未阐明。因此，在本研究中，我们采用了最近开发的反向遗传分析方法使用人类 Nalm-6 细胞、染色体 DNA 的系统我们的研究旨在通过系统地生成参与链断裂修复的基因的敲除细胞并分析所得突变细胞的表型来阐明人类细胞中链断裂的反应和修复机制。今年，我们系统地敲除了DNA链中涉及的基因。破损修复并完成了大部分计划我们能够完成大多数基因的同源突变细胞的生成，接下来，我们详细分析了所得的突变细胞，并发现了关于同源重组途径和非同源末端连接途径的相对作用的一些新发现。特别是，我们发现拓扑异构酶抑制剂（例如喜树碱和依托泊苷）诱导单链和双链断裂我们分析了各个途径的作用，发现同源重组途径对于拓扑异构酶 I 抑制剂引起的损伤很重要，非同源末端连接途径对于拓扑异构酶 II 抑制剂引起的损伤也很重要。此外，Artemis 是一种参与其中的核酸内切酶。非同源末端连接，我们发现依赖于连接酶IV的非同源末端连接途径发挥着不同的作用。此外，通过分析这些人类细胞突变体中的重组频率，我们发现揭示了三种途径的存在。