高次元クロマチン損傷を対象としたヌクレオチド除去修復機構の分子基盤の解明

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ほ乳類のヌクレオチド除去修復（NER）は紫外線などによって生じたDNA損傷を取り除く、重要なDNA修復機構の一つである。ゲノム全体を対象としたNERでは、まずXPC複合体が損傷を認識することが必須であり、その後XPA、TFIIHをはじめとするNER因子群がリクルートされ、これらの働きにより損傷が切り出される。生化学的な実験により、詳細なNER機構の全容が明らかになりつつあるが、細胞内におけるNERについては不明な点が多く残されている。特筆すべきは生物のゲノムがとるクロマチン構造というユニークなDNA格納様式である。真核生物のゲノムDNAはヒストンタンパク質に高度に折り畳まれたクロマチン構造を構成することがわかっており、タンパク質がDNAへアクセスする際に空間的な制限を受けている。そのためヒストンフリーなDNAを基質として進めてきた生化学解析では、細胞内で起こるNERの全容を理解することが難しい。そこでクロマチン上の損傷に対するNERを理解することが期待されている。そこで研究代表者はクロマチン構造の最小単位であるヌクレオソームを試験管内で再構成することで、ヌクレオソーム上の損傷に対するNERを明らかにすることを目指した。まずDNAに紫外線損傷や損傷をミミックした構造体を化学合成し、これを元にヌクレオソームを再構成することで、ヌクレオソームの任意の位置に損傷をデザインする系を確立した。続いてNERタンパク質を試験管内再構成系に使用するため、NER因子であるXPC複合体、XPA、TFIIHをそれぞれ発現するバキュロウイルスシステムを構築した。これらを用いることにより、ヌクレオソーム上の任意の位置の損傷に対するNER機構を試験管内で再現することを目指した。