DNA二本鎖切断修復と非相同的組換えの分子機構

DNA双链断裂修复和非同源重组的分子机制

基本信息

批准号：
10165204
负责人：
池田日出男
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

DNA修復と非相同的組換えの関係を明らかにするために、遺伝学的アプローチを使うことができる大腸菌と酵母を用いた解析系を構築し、非相同的組換えに関与する遺伝子や、組換え経路の解析を行った。大腸菌では、これまでに、DNAジャイレースによって誘導されるものと、DNA損傷によって誘導されるものと、二つの機構が存在することを見いだし、後者はとくにrecJ、recQ、fisなどの遺伝子が関与していることを見いだした。今回は、DNAジャイレース変異株の変異部位を同定し、DNAジャイレースの構造と非相同的組換えを誘発する機能との関係を明らかにする。後者に関しては、RecJ蛋白質がDNAの二本鎖切断に働いていることを示した。出芽酵母の系では、これまでに、DNA修復に関する因子(RAD遺伝子など)、二本鎖切断修復に関与するKu抗原のホモログ、サイレンシング因子、ブルーム症候群、ウェルナー症候群原因遺伝子のホモログ(RecQホモログ)が非相同的組換えに関与していることを明らかにした。二本鎖切断によって形成されるDNA末端では、サイレンシング因子などが複合体を形成していると考えているが、複合体の形成にさらにどのような因子が関与しているかを検討した。ヒストンアセチル化・脱アセチル化酵素のエンドジョイニングにおよぼす影響を調べ、ヒストン及び1種類のアセチル化酵素がそれに関与していることを示し、エンドジョイニングの際に形成される複合体の構造に関するモデルを発展させた。さらに、ウエルナー症候群遺伝子やブルーム症候群遺伝子の老化の機能について酵母の系で調べ、ブルーム症候群遺伝子のみが酵母Sgs1の老化抑制機能を補うことができることを見いだした。

为了阐明DNA修复和非同源重组之间的关系，我们使用大肠杆菌和酵母构建了一个可以使用遗传方法分析转换途径的分析系统。在大肠杆菌中，我们迄今为止发现有两种机制，一种是由DNA旋转酶诱导的，一种是由DNA损伤诱导的，而后者特别涉及recJ、recQ和fis等基因。这次，我们将鉴定DNA旋转酶突变体中的突变位点，并阐明DNA旋转酶的结构与其诱导非同源重组的功能之间的关系。关于后者，我们证明 RecJ 蛋白在 DNA 双链断裂中发挥作用。在酿酒酵母系统中，与DNA修复相关的因子（如RAD基因）、参与双链断裂修复的Ku抗原同源物、沉默因子以及引起Bloom综合征和Werner综合征的基因同源物（RecQ同源物）已经研究发现其参与非同源重组。人们认为沉默因子和其他因子在双链断裂形成的DNA末端形成复合物，但我们研究了哪些其他因素参与了复合物的形成。我们研究了组蛋白乙酰化酶和脱乙酰酶对端连接的影响，表明组蛋白和一种乙酰酶参与其中，并研究了端连接过程中形成的复合物的结构，开发了该模型。此外，我们研究了酵母系统中Werner综合征基因和Bloom综合征基因的衰老功能，发现只有Bloom综合征基因可以补充酵母Sgs1的衰老抑制功能。