ミスマッチ修復機構がクロマチン複製と協調する機構の解明

阐明错配修复机制与染色质复制的配合机制

基本信息

批准号：
15J01767
负责人：
照井利輝
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J01767/
关键词：
ミスマッチ修復クロマチン

项目摘要

ミスマッチ修復（MMR）機構はDNA合成エラーを修復し、突然変異を抑制する重要なDNA修復機構である。真核生物のDNAは複製直後からクロマチン構造をとるため、真核生物のMMRはクロマチン形成が起きている場で機能しなければならない。しかし、MMRがクロマチン上で達成される仕組みはまだ明らかになっていない。特にMMRに関わるクロマチンリモデリング因子やヒストンシャペロンなどのクロマチン動態の変動に関わる因子は全く明らかになっていない。本研究では前年度までに、ツメガエル卵核質抽出液をモデル系として用いることで、MMR因子依存的にミスマッチ塩基対の周辺でクロマチン構造の解消が起きることを見出し、この反応を促進するクロマチンリモデリング因子を明らかにしていた。さらに、出芽酵母において、該当因子がMMR効率を促進することも明らかにしていた。本年度は、クロマチン構造を解析する手法として、マイクロコッカルヌクレアーゼによる処理とリアルタイムPCRを組み合わせた解析手法を新たに確立した。この手法により、ミスマッチ塩基対周辺約1 kbpの領域でクロマチン構造の解消が起きていることを明らかにした。また、クロマチン形成反応はDNA合成反応と協調的に起きる経路と、DNA合成とは独立に起きる反応がある。MMRはDNA合成反応と協調的に機能する修復反応であるため、ミスマッチ塩基対周辺のクロマチン解消反応がMMR反応を促進するためには、DNA合成と協調したクロマチン形成と拮抗する必要がある。この点を明らかにするため、DNA合成と協調したクロマチン形成を解析できる実験系を確立し、実際に、ミスマッチ塩基対があると、DNA合成と協調したクロマチン形成反応の抑制が起きることを明らかにした。本研究からクロマチン上のMMRに関わる新たな因子が明らかになった。本研究はクロマチン上でMMRが達成される仕組みの理解を飛躍的に前進させると期待できる。

不匹配修复（MMR）机制是重要的DNA修复机制，可修复DNA合成误差并抑制突变。由于真核DNA复制后立即采用染色质结构，因此真核MMR必须在发生染色质形成的地方起作用。但是，在染色质上可以实现MMR的机制仍然未知。特别是，与染色质重塑因子和与MMR相关的组蛋白伴侣有关的因素尚未澄清。在这项研究中，直到上一年，使用爪蟾卵核质提取物作为模型系统，导致以MMR因子依赖性方式在不匹配的碱基对周围去除染色质结构，从而揭示了促进该反应的染色质重塑因子。此外，还发现相关因素促进了萌芽酵母的MMR效率。今年，我们建立了一种新的分析方法，该方法将微局球核酸酶处理与实时PCR相结合，作为分析染色质结构的方法。该技术表明，染色质结构分辨率发生在不匹配的碱基对的1 kbp外围的区域中。此外，染色质形成反应包括与DNA合成反应一致的途径，以及独立于DNA合成的反应。因为MMR是一种与DNA合成反应一致的修复反应，因此，为了使染色质分解反应在不匹配的碱基对周围促进MMR反应，因此有必要与DNA合成结合染色质形成。为了澄清这一点，我们建立了一个实验系统，该系统可以与DNA合成结合分析染色质形成，并揭示当实际上发生不匹配的碱基对时，抑制染色质形成反应与DNA合成。这项研究揭示了染色质MMR涉及的新因素。可以预期，这项研究将极大地提高我们对染色质MMR的了解。