真核生物の遺伝的組換えの分子機構の解析

真核生物基因重组的分子机制分析

• 批准号: 08280216
• 负责人: 篠原 彰
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08280216/
• 关键词: DNA修復; 相同組換え; RAD51蛋白; RAD52蛋白

DNA鎖の交換反応である相同組換えはDNA二重鎖の切断の修復や減数分裂期の相同染色体の分配に必須の役割を果たす。特にDNA間の相同性を認識し、交換を行う中期過程は一連の組換え反応の中で根幹をなす反応である。出芽酵母においてはこの過程に少なくともRad51,-52,-54,-55,-57,-59,RPA蛋白質が関与してることが知られている。現在までに、Rad51が試験管内で大腸菌RecAの様に組換え反応を試験管内で行い、その反応が単鎖DNA結合蛋白質RPAによって促進されることが示されている。一方、これらの遺伝子産物は複雑な相互作用を示し、ほとんどすべての蛋白質が蛋白質間相互作用で結ばれる。真核生物の相同組換え反応の分子機作を理解するにはRad51に加え、それと相互作用する他の因子の生化学的性質を理解し、試験管内の組換え系を構築することが重要である。Rad51と直接相互作用することの知られているRad52蛋白質を精製したところ、この蛋白質は単鎖DNA結合蛋白質でリング状のユニークな構造体を形成することが電子顕微鏡を用いた解析から明らかにできた。さらにRad52蛋白質は相補的なDNA鎖同士を対合させるannealing活性を有する。また、このannealing活性は単鎖結合蛋白質RPAによって促進されるという2者の間で機能的な相互作用が観察できた。さらに試験管内で精製したRad52蛋白質をRad51蛋白質のDNA鎖交換反応、ATP水解活性を促進した。特に、DNA鎖交換反応においてはRPAと独立で相加的に促進する。また、ある条件下ではRPAはRad51のATP水解活性を阻害するが、その阻害はRad52が存在するで解除されることがわかった。これらの結果はRad52がRad51のDNAに対する結合を強めていることを示唆している。これらの結果より組換えにおける蛋白質複合体の段階的な複合体形成が以下のように考えられる。組換えの開始反応であるDNA二重鎖切断に伴うプロセッシングによって生じた単鎖DNAに単鎖DNA結合蛋白質RPAが結合し、蛋白質相互作用によりRad52が呼び込まれる。さらにRad51-52間の相互作用でRad51がこのRad52-RPA-ssDNA複合体に取り込まれ、形成された4者複合体がDNA間の相同性の検索、並びに交換を行うと考えられるこのように個々の構成要素の生化学的解析を行い、その構成要素を用い試験管内の組換え反応系を構築することで組換えの分子機構が解明できることが期待できる。

DNA lock crossover, DNA double lock cleavage, DNA double lock repair, meiotic chromosome assignment, and necessary cleavage. In particular, the identity of DNA is recognized, and the intermediate process of DNA exchange is repeated. Rad51,-52,-54,-55,-57,-59, RPA proteins are involved in the process of budding yeast. Now, Rad51 is in the middle of the test tube, and the reverse is in the middle of the test tube, and the reverse is in the middle of the test tube. One of the most important aspects of protein interaction is that it is a complex interaction between proteins. It is important to understand the molecular mechanism of eukaryotic transformation by adding and interacting with other factors and to construct the transformation system in the tube. Rad51 and Rad52 protein are purified by direct interaction, and the protein is isolated by DNA binding protein. The Rad52 protein has an annealing activity that is complementary to DNA locking. The interaction between these two functional proteins was observed. In addition, the purification of Rad52 protein in vitro promoted DNA lock exchange and ATP hydrolysis activity of Rad51 protein. Special, DNA lock reverse, RPA independent additive Under these conditions, RPA inhibits the ATP hydrolysis activity of Rad51 and inhibits the existence of Rad52. The result is that Rad52 binds to Rad51 DNA. As a result, the protein complex was formed in the following stages: DNA double-lock cleavage is accompanied by DNA double-lock cleavage. DNA double-lock binding protein RPA binds to Rad52. The interaction between Rad 51 and Rad52 was analyzed to form a four-part complex, which was characterized by DNA identity and exchange. The biochemical analysis of the constituent elements of Rad51 and Rad52 was carried out, and the molecular mechanism of Rad 51 and RPA was constructed.

项目成果

Ikeya,T.,Shinohara,A.,et al.: "Localization of mouse Rad51 and Lim 15 proteins on meiotic chromosomes at late stages of prophase l." Genes to Cells. 1. 379-389 (1996)

Ikeya,T.,Shinohara,A.,et al.：“小鼠 Rad51 和 Lim 15 蛋白在减数分裂染色体前期 l 后期的定位”。

Tashiro,S.,Kotomura,N.,Shinohara,A.et.al.: "S phase specific formation of human Rad51 protein nuclear foci in lymphocytes." Oncogene. 12. 2165-2179 (1996)

Tashiro,S.、Kotomura,N.、Shinohara,A.et.al.：“淋巴细胞中人 Rad51 蛋白核灶的 S 期特异性形成。”