ユビキチンとSUMO修飾によるDNA複製・修復タンパク質の制御機構の解明

通过泛素和 SUMO 修饰阐明 DNA 复制和修复蛋白的控制机制

基本信息

批准号：
15032204
负责人：
関政幸
金额：
$ 5.38万
依托单位：
Tohoku 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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15032204/
关键词：
Ubc9 SUMO ユビキチン DNA複製 DNA修復 DNA組換え DNAポリメラーゼδ RecQ

项目摘要

本研究では、出芽酵母においてSUMO化されるタンパク質を網羅的に同定し、さらに複製や修復時にユビキチン化あるいはSUMO化されるタンパク質の制御機構を解明する研究提案を行った。前者の網羅的な解析は達成できなかったが、一方、後者においては下記のような大きな成果を得た。(1)Ubc9の欠損によりDNA傷害で誘導される相同組換え修復に欠損が生じることを世界ではじめて立証した(前田DNA Repair,2004)。(2)出芽酵母において、Smc6がSUMO化されることを見いだした。smc6温度感受性株を作製し、解析したところ上記ubc9変異株と同様にDNA傷害で誘導される相同組換え修復に欠損を示すことを証明した(小野田DNA Repair,2004)。(3)DNAポリメラーゼδを鋳型DNAに乗せる役割をもつPCNAはSUMOおよびユビキチンに両方で修飾されることが報告されている。PCNAのユビキチン化、あるいはSUMO化のDNA複製における意義を調べたところ、通常のDNA複製時にPCNAのユビキチン化が起こり、それがtemplate-switching DNA synthesisを誘導し、それがDNA複製の完了に重要な役割を果たすことを実証した(Branzei Genes to Cells,2004)。(4)DNAポリメラーゼδの2番目のサブユニットPol31がSUMO化されることを見いだした。またPol31に系統的にミスセンス変異を導入し、35種類の変異株を作製した。現在Pol31のSUMO化の意義を検討中である。

在这项研究中，我们全面鉴定了酿酒酵母中SUMO化的蛋白质，并提出研究以阐明复制和修复过程中泛素化或SUMO化蛋白质的调节机制。尽管我们无法对前者进行全面分析，但我们在后者中获得了以下重要结果。（1）我们在世界上首次证明Ubc9的缺失会导致DNA损伤引起的同源重组修复缺陷（Maeda DNA Repair，2004）。 (2)我们发现Smc6在酿酒酵母中被SUMO化。构建并分析了温度敏感的 smc6 菌株，结果表明，与上述 ubc9 突变菌株一样，它在 DNA 损伤诱导的同源重组修复方面存在缺陷（Onoda DNA Repair，2004）。 (3)据报道，PCNA具有将DNA聚合酶δ负载到模板DNA上的作用，并用SUMO和泛素进行修饰。当我们研究PCNA泛素化或SUMO化在DNA复制中的重要性时，我们发现PCNA泛素化发生在正常DNA复制过程中，这会诱导模板转换DNA合成，这对于DNA复制的完成非常重要（Brranzei Genes to Cells，2004）。）。 (4)我们发现DNA聚合酶δ的第二个亚基Pol31被SUMO化。我们还系统地将错义突变引入Pol31并创建了35种突变株。我们目前正在研究 Pol31 SUMO 转换的意义。