ヒト染色体DNA切断とその修復機構

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染色体DNA鎖切断修復には多種多様な経路が存在しているため,さまざまな種類のDNA鎖切断に対する各経路の役割分担やその制御機構については明らかにされていない.そこで本研究では,我々が最近開発したヒトNalm-6細胞を使った逆遺伝学的解析システムを利用して,染色体DNA鎖切断修復に関わる遺伝子のノックアウト細胞を系統的に作製し,得られた変異細胞の表現型を解析することにより,鎖切断に対する応答・修復機構をヒト細胞で明らかにすることを目的として研究を行った.本年度は,DNA鎖切断修復に関わる遺伝子を系統的にノックアウトし,計画していたほとんどの遺伝子についてホモ変異細胞の作製を完了することができた.次に得られた変異細胞を詳細に解析し,相同組換え経路と非相同末端連結経路との相対的役割に関するいくつかの新たな知見を得た.特に,カンプトテシンやエトポシドなどのトポイソメラーゼ阻害剤が誘発する一本鎖・二本鎖切断に対する各経路の役割を解析し,トポイソメラーゼI阻害剤によるダメージに対しては相同組換え経路が,トポイソメラーゼII阻害剤によるダメージに対しては非相同末端連結経路が重要であることを明らかにした.また,非相同末端連結に関わるエンドヌクレアーゼであるArtemisがDNA ligase IVに依存した非相同末端連結経路における役割とは別の機能を担っていることを突き止めた.さらに,こうしたヒト細胞変異株における組換え頻度の解析等から,二本鎖切断修復に関わる第三の経路の存在を明らにした.