限られた時間内に相同組換えが終わる仕組みと、組換えの新たな展開

有限时间内完成同源重组的机制及重组的新进展

基本信息

批准号：
18770152
负责人：
押海裕之
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Hokkaido University (2007)Osaka University (2006)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18770152/
关键词：
DNA修復自然免疫ウイルス核酸細胞周期組換え酵母生体防御

项目摘要

DNAの修復に関わる分子群は、これまで放射線によるDNA障害の修復に関与すること、また、減数分裂期におこる相同染色体問での組換え反応に関わることが知られてきた。しかし、最近、DNA修復に関わる分子群が異物の核酸つまり、ウイルス由来の核酸を認識することを示唆する結果が報告されているが、その詳細な分子機構は明らかとなっていない。そこで、当該研究においては、真確生物のモデル実験系として非常に優れている出芽酵母をモデルに研究を進めたところ、興味深いことにDNAの修復の初期過程で中心的な役割をするMre11タンパク質が、レトロウイルス様のレトロエレメントであるTy1の増殖を抑制することを新たに発見した。その詳細な分子機構の解析を行ったところ、Mre11のヌクレアーゼ活性に依存した経路と、依存しない経路の両方がTy1の抑制に関わることが明らかとなった。また、Mre11分子が実際に細胞内でTy1のcDNAに結合することを染色体免疫沈降法を応用することで明らかにした。Mre11分子は宿主のゲノム断片の末端に結合すると、細胞周期停止のシグナルを出しRAD53のリン酸化を誘導するが、Mre11はTy1のcDNA末端に結合するもののRAD53のリン酸化を引き起こさないことがわかった。つまり、Mre11分子は宿主と外来の核酸の末端を区別して認識し、宿主のゲノム末端を認識したときのみ細胞停止のシグナルを出すと考えられる。Mre11分子はヒトにも存在し、アデノウイルスのゲノム末端に結合することが報告されていることから、当該研究で得られた成果から、Mre11分子が実は宿主と外来のウイルスの核酸を識別し、宿主ゲノム断片を認識した場合には細胞周期を停止させる一方で、ウイルスの核酸を認識した場合にはインターフェロン産生などの経路に働き得る可能性が考えられる。

已知参与 DNA 修复的分子群参与修复由辐射引起的 DNA 损伤，并参与减数分裂过程中同源染色体之间的重组反应。然而，最近报道的结果表明，一组参与DNA修复的分子识别外来核酸，即病毒来源的核酸，但详细的分子机制尚未阐明。因此，在这项研究中，我们以酿酒酵母为模型进行了研究，这是一个优秀的真实生物模型实验系统。有趣的是，我们发现Mre11蛋白在DNA修复的初始过程中发挥着核心作用，我们新发现它可以抑制Ty1（一种逆转录病毒样逆转录因子）的增殖。详细的分子机制分析表明，依赖于Mre11核酸酶活性的途径和独立于Mre11核酸酶活性的途径都参与了Ty1的抑制。此外，通过应用染色体免疫沉淀，我们证明 Mre11 分子实际上与细胞内的 Ty1 cDNA 结合。当Mre11分子与宿主基因组片段的末端结合时，它发出细胞周期停滞的信号并诱导RAD53磷酸化，但尽管Mre11与Ty1 cDNA末端结合，但它并没有引起RAD53磷酸化。换句话说，人们认为Mre11分子区分宿主和外来核酸的末端，并且仅当它识别宿主基因组的末端时才发出细胞停滞信号。 Mre11分子也存在于人类中，据报道它与腺病毒基因组的末端结合。这项研究获得的结果表明Mre11分子实际上可以区分宿主和外来病毒核酸。当它识别宿主基因组片段时，它会阻止细胞周期，而当它识别病毒核酸时，它可能会作用于干扰素产生等途径。