DNA架橋修復に重要なFANCD2－FANCI複合体の機能及び構造解析

FANCD2-FANCI 复合物的功能和结构分析对 DNA 交联修复很重要

• 批准号: 10J02700
• 负责人: 佐藤 浩一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02700/
• 关键词: Fanconi anemia; FANCD2; histone chaperone; Fanconi anemia pathway; ファンコニ貧血; FA経路; DNA修復

これまでの研究で、DNA架橋修復に重要なFANCD2-FANCI複合体がヒストンシャペロン活性を有しており、FANCD2が触媒サブユニットとして、FANCIが活性調節サブユニットとして働くことを見出してきた。更に、FANCD2はC末端領域でピストンH3/H4複合体と相互作用し、ニワトリFANCD2(cFANCD2)においてアミノ酸R1336とK1346がヒストンシャペロン活性に重要であることを明らかにした。また、このFANCD2変異体をDT40細胞にノックインしても、DT40細胞のDNA架橋剤への感受性が相補されなかったことから、FANCD2のヒストンシャペロン活性はDNA架橋修復に重要な役割を果たすことが示唆された。平成24年度は、DNA架橋修復の不全で発症するファンコニ貧血という遺伝病と、FANCD2のヒストンシャペロン活性の関連性を解析した。ファンコニ貧血患者では、ヒトFANCD2 R302Wの変異が見つかっている。cFANCD2 R305Wをリコンビナントタンパク質として精製し、スーパーコイリングアッセイによりヒストンシャペロン活性を測定したところ、野生型FANCD2に比べ著しくヒストンシャペロン活性が低下していた。更に、この変異体をDT40細胞にノックインしたところ、DNA損傷依存的にクロマチンに集積するものの、DNA架橋剤への感受性は完全には相補されなかった。また、FANCD2をノックダウンしたHeLa細胞において、ヒトFANCD2 R302Wの変異体を発現させても、ピストンH3の細胞内動態は相補されなかった。これら一連の解析で、DNA架橋修復においてFANCD2のヒストンシャペロン活性は、ID複合体がクロマチンに集積した後に重要な役割を果たすこと、そしてヒストンシャペロン活性を低下させる変異がファンコニ貧血の原因になりえることが明らかになった。

前期研究发现，对于DNA交联修复很重要的FANCD2-FANCI复合物具有组蛋白伴侣活性，其中FANCD2作为催化亚基，FANCI作为活性调节亚基。此外，我们还发现 FANCD2 与 C 端区域的活塞 H3/H4 复合物相互作用，并且氨基酸 R1336 和 K1346 对于鸡 FANCD2 (cFANCD2) 的组蛋白伴侣活性很重要。此外，将这种FANCD2突变体敲入DT40细胞并不能补充DT40细胞对DNA交联剂的敏感性，这表明FANCD2的组蛋白伴侣活性在DNA交联修复中发挥着重要作用。 2012财年，我们分析了FANCD2的组蛋白伴侣活性与遗传病范可尼贫血（由于DNA交联修复缺陷而发生）之间的关系。在范可尼贫血患者中发现了人类 FANCD2 R302W 突变。当cFANCD2 R305W被纯化为重组蛋白并通过超螺旋实验测定其组蛋白伴侣活性时，发现其组蛋白伴侣活性显着低于野生型FANCD2。此外，当该突变体被敲入DT40细胞时，尽管它以DNA损伤依赖性方式在染色质中积累，但对DNA交联剂的敏感性并未完全补充。此外，即使当人 FANCD2 R302W 突变体在 FANCD2 敲低 HeLa 细胞中表达时，活塞 H3 的细胞内动力学也没有得到补充。这一系列的分析表明，FANCD2的组蛋白伴侣活性在ID复合物在染色质中积累后的DNA交联修复中发挥着重要作用，并且降低组蛋白伴侣活性的突变可能导致范可尼贫血已经变得清楚。

项目成果

Functional analyses of the Fanconi anemia protein, FANCD2

范可尼贫血蛋白 FANCD2 的功能分析

• 发表时间: 2011
• 作者: Koichi Sato;Masamichi Ishiai;Kazue Toda;Satoshi Furukoshi;Akihisa Osakabe;Hiroaki Tachiwana;Yoshimasa Takizawa;Wataru Kagawa;Hiroyuki Kitao;Naoshi Dohmae;Chikashi Obuse;Hiroshi Kimura;Minoru Takata;Hitoshi Kurumizaka;石井龍太;Koichi Sato
• 通讯作者: Koichi Sato

Histone chaperone activity of the FANCI-FANCD2 complex and its importance in repair of inter-strand DNA crosslinks by the Fanconi anemia pathway

FANCI-FANCD2复合物的组蛋白伴侣活性及其在范可尼贫血途径修复链间DNA交联中的重要性

• 发表时间: 2011
• 作者: Koichi Sato;Masamichi Ishiai;Kazue Toda;Satoshi Furukoshi;Akihisa Osakabe;Hiroaki Tachiwana;Yoshimasa Takizawa;Wataru Kagawa;Hiroyuki Kitao;Naoshi Dohmae;Chikashi Obuse;Hiroshi Kimura;Minoru Takata;Hitoshi Kurumizaka
• 通讯作者: Hitoshi Kurumizaka

ATR-ATRIP Kinase Complex Triggers Activation of the Fanconi Anemia DNA Repair Pathway

• DOI: 10.1158/0008-5472.can-11-2904
• 发表时间: 2012-03-01
• 期刊: CANCER RESEARCH
• 影响因子: 11.2
• 作者: Shigechi, Tomoko;Tomida, Junya;Takata, Minoru
• 通讯作者: Takata, Minoru

Fanconi貧血原因遺伝子FANCD2及びFANCIの機能解析

范可尼贫血基因 FANCD2 和 FANCI 的功能分析

• 发表时间: 2010
• 作者: Koichi Sato;Masamichi Ishiai;Kazue Toda;Satoshi Furukoshi;Akihisa Osakabe;Hiroaki Tachiwana;Yoshimasa Takizawa;Wataru Kagawa;Hiroyuki Kitao;Naoshi Dohmae;Chikashi Obuse;Hiroshi Kimura;Minoru Takata;Hitoshi Kurumizaka;石井龍太;Koichi Sato;石井龍太;佐藤浩一
• 通讯作者: 佐藤浩一

Histone chaperone activity of FANCD2-FANCI complex, the key proteins for the Fanconi anemia pathway

FANCD2-FANCI 复合物的组蛋白伴侣活性，FANCD2-FANCI 复合物是范可尼贫血途径的关键蛋白

• 发表时间: 2011
• 作者: Koichi Sato;Masamichi Ishiai;Kazue Toda;Satoshi Furukoshi;Akihisa Osakabe;Hiroaki Tachiwana;Yoshimasa Takizawa;Wataru Kagawa;Hiroyuki Kitao;Naoshi Dohmae;Chikashi Obuse;Hiroshi Kimura;Minoru Takat;Hitoshi Kurumizaka
• 通讯作者: Hitoshi Kurumizaka