脱ユビキチン化酵素USP10が支配するDNA修復機構の解明

阐明去泛素化酶 USP10 控制的 DNA 修复机制

• 批准号: 22K12382
• 负责人: 宇谷 公一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kanazawa Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12382/
• 关键词: DNA損傷修復; 相同組換え修復; 脱ユビキチン化; 核小体局在シグナル; DNA修復

我々は脱ユビキチン化酵素の一つであるUbiquitin Specific Peptidase 10 (USP10) がDNA二重鎖切断（Double Strand Break: DSB）修復、特に相同組換え (Homologous Recombination: HR) 修復に必須の分子であることを見出した。このようなDNA修復の欠陥はがん化、悪性化に寄与することが知られている。そこで、本研究ではDSB修復過程でUSP10により脱ユビキチン化されるタンパク質を同定し、USP10が制御するDNA修復機構を分子レベルで解き明かすことで、USP10をターゲットとしたがん治療の可能性について探索する。これまでに、USP10-KOのDNA修復異常は、DNA-PKや、その脱リン酸化酵素PP6の阻害や発現抑制によって解消されることを明らかにした。しかしどちらのタンパク質もユビキチン化状況に変化は認められない。そこでUSP10の標的タンパク質を明らかにするため、改良型近接依存性ビオチン標識蛋白質（AirID）とUSP10融合タンパク質を発現させ、USP10タンパク質との相互作用するタンパク質を解析した。その結果、PP6だけでなく、HR修復に必要なSLX4を新規USP10相互作用分子として同定した。またSLX4はUSP10の核小体局在シグナル(Nucleolar Locallization Signal: NoLS)と結合することを見出した。さらに、NoLSを除いた変異型USP10ではDNA修復能は回復しなかった。しかし、SLX4と結合しないUSP36のNoLSと置換したUSP10でもDNA修復能は回復した。このことはNoLSがUSP10の制御するDNA修復能に必須だが、そこに結合するSLX4には依存しないことを示唆している。

我们发现，泛素特异性肽酶10（USP10），一种去泛素酶之一，是DNA双链断裂（DSB）修复的必不可少的分子，尤其是同源重组（HR）。众所周知，DNA修复中的这种缺陷会导致癌症和恶性肿瘤。因此，在这项研究中，我们将在DSB修复过程中鉴定由USP10去泛素化的蛋白质，并通过阐明由USP10在分子水平上控制的DNA修复机制来探索针对USP10的癌症治疗的潜力。迄今为止，已经揭示了USP10-KO中异常的DNA修复是通过抑制和抑制DNA-PK及其去磷酸化酶PP6来解决的。但是，观察到两种蛋白质的泛素化状态均未发生变化。因此，为了阐明USP10的靶蛋白，我们表达了改善的接近度依赖性生物素标记的蛋白（AIRID）和USP10融合蛋白，并分析了与USP10蛋白相互作用的蛋白质。结果，不仅是PP6，还确定了HR修复所需的SLX4，被确定为一种新型的USP10相互作用分子。我们还发现SLX4与USP10的核仁定位信号（NOLS）结合。此外，不包括NOLS的突变USP10没有恢复DNA修复能力。但是，USP10被USP36中的NOLS取代，该NOL与SLX4没有结合，恢复了DNA修复能力。这表明NOLS对于由USP10控制的DNA修复能力至关重要，但不取决于与之结合的SLX4。

项目成果

Regulation of DNA damage repair pathways by the deubiquitinating enzyme USP10

去泛素化酶 USP10 对 DNA 损伤修复途径的调节

• 发表时间: 2022
• 作者: 橋本菜々子;越智洋司;宇谷公一
• 通讯作者: 宇谷公一