DNAポリメラーゼ・イータとTLS及びDNA修復タンパク質との相互作用の解析

DNA 聚合酶 eta 与 TLS 和 DNA 修复蛋白之间的相互作用分析

基本信息

批准号：
20055013
负责人：
益谷央豪
金额：
$ 2.94万
依托单位：
Osaka 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

染色体DNAは絶えず損傷し続けており、DNA損傷に対応するメカニズムの解明は染色体サイクルの全体像の理解に必須である。本研究では、色素性乾皮症バリアント群の責任遺伝子産物であるPolηとTLS因子REV1及びミスマッチ修復因子MLH1の相互作用の生理的意義の解析を行った。そして、ヒト細胞の内在性REV1のDNA損傷部位への集積が、Polηとの相互作用により制御されていることを明らかにし、複数のTLSポリメラーゼを制御する機構があることを明らかにした。また、REV1との相互作用能を失ったPolηを発現させたXP-V群細胞株を樹立し、それらの細胞株では、紫外線感受性や紫外線誘発突然変異は正常レベルに回復しているが、自然突然変異が有意に抑制されていないことを見出し、PolηとREV1との相互作用が、内在性DNA損傷による突然変異を抑制していることを初めて示唆した。ミスマッチ修復機構は、DNA複製の忠実度を保つ上で重要な機構であるが、加えて、細胞周期チェックポイント機構や細胞死経路及び体細胞超突然変異の生成においても重要な役割を担っている。本課題では、PolηがMSH2/MSH6に加えてMLH1/PMS2とヒト細胞中で相互作用することを新たに明らかにした。また、MSH2/MSH6は、PolηのC末部分と直接相互作用することが報告されているが、それだけではなく、MLH1/PMS2を介してPolηのN末領域とも相互作用することを見出した。さらに、Polηとこれらのミスマッチ修復タンパク質との相互作用は、細胞周期のS期にクロマチン上で亢進することを見出した。これらの成果により、TLSタンパク質とミスマッチ修復タンパク質問の相互作用の多様性が初めて明らかになり、様々な生理機構との関連解明研究への新たな道筋を示した。

染色体 DNA 不断受到损伤，阐明 DNA 损伤的反应机制对于了解染色体周期的整体情况至关重要。在本研究中，我们分析了 Polη（负责着色性干皮病变异组的基因产物）、TLS 因子 REV1 和错配修复因子 MLH1 之间相互作用的生理意义。他们还揭示了人类细胞中内源性 REV1 在 DNA 损伤位点的积累是通过与 Polη 相互作用来调节的，揭示了存在一种控制多种 TLS 聚合酶的机制。此外，我们建立了表达 Polη 的 XP-V 组细胞系，该细胞系已经失去了与 REV1 相互作用的能力，并且在这些细胞系中，紫外线敏感性和紫外线诱导的突变已经恢复到正常水平，但自发地我们发现突变没有被显着抑制，这首次表明 Polη 和 REV1 之间的相互作用抑制了内源性 DNA 损伤引起的突变。错配修复机制是维持DNA复制保真度的重要机制，但它在细胞周期检查点机制、细胞死亡途径和体细胞超突变的产生中也发挥着重要作用。在这个项目中，我们新发现，在人类细胞中，除了 MSH2/MSH6 之外，Polη 还与 MLH1/PMS2 相互作用。此外，据报道MSH2/MSH6直接与Polη的C端区域相互作用，但我们还发现它们也通过MLH1/PMS2与Polη的N端区域相互作用。此外，我们发现在细胞周期的 S 期，染色质上的 Polη 和这些错配修复蛋白之间的相互作用得到增强。这些结果首次揭示了TLS蛋白与错配修复蛋白之间相互作用的多样性，为阐明它们与各种生理机制之间的关系提供了新的研究途径。