マウス個体におけるDNAポリメラーゼβの機能解析

小鼠 DNA 聚合酶 β 的功能分析

基本信息

批准号：
01J04072
负责人：
菅生紀之
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Osaka University (2003)Yokohama City University (2001-2002)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J04072/
关键词：
DNA修復神経発生 DNAポリメラーゼβ ノックアウトマウスアポトーシス

项目摘要

DNA polymerase β (Polβ)は、塩基除去修復に関与し、短いDNAギャップを埋める活性を持つことが明らかとなっている。また個体においては、精巣や胸腺、脳で活性が高いなどの性質から、これらの臓器での修復・組換えへの関与が示唆されているが不明な点が多い。私は、Polβ欠損マウス(Polβ-/-)を作製し、発生過程の神経系の広範囲において分化した直後の神経細胞で異常に多くの細胞死(アポトーシス)が認められることを明らかにしている。さらに、p53欠損マウスとの二重変異マウスを作製した結果、p53のヘテロ変異(Polβ-/-p53+/-)により細胞死は減少し、ホモ変異(Polβ-/-p53-/-)でほぼ完全に消失していることから、このアポトーシスがp53依存的経路により制御されていることが明かとなった。しかし、予想に反してPolβ-/-で観察される脳構造の異常は、Polβ-/-p53-/-マウスにおいて回復しなかった。このことから、アポトーシスへの誘導を逃れた神経細胞は、その機能が完全には回復できておらず、神経細胞の発生・分化におけるPolβの役割の重要性が明確となった。さらに、p53の活性化はDNA損傷の蓄積が原因であると考えられるので、DNAの単鎖切断部位を認識し活性化することで塩基除去修復やアポトーシスに関与するPoly(ADP-ribose) Polymerase-1 (PARP-1)欠損マウスとの二重変異マウスを作製し、Polβ欠損マウスにおける神経細胞死へのPARP-1の関与を解析した。その結果、ホモ変異(Polβ-/-PARP-1-/-)は、胎生中期で発生異常が認められ致死となった。いっぽう、ヘテロ変異(Polβ-/-PARP-1+/-)では、Polβ-/-でみられる神経細胞死の減少が観察された。したがって、Polβ欠損により起こるアポトーシスに対してPARP-1の発現低下が抑制的に働くことが示唆された。

DNA聚合酶β（POLβ）已显示与碱基切除修复有关，并具有填充短DNA间隙的活性。此外，个体在睾丸，胸腺和大脑中具有较高的活性，表明他们参与了这些器官的修复和重组，但是有许多未知数。我已经创建了POLβ缺陷型小鼠（POLβ-/ - ），并表明在在广泛的发育中神经系统中有区别的神经元中观察到异常数量的细胞死亡（凋亡）。此外，当用p53缺陷型小鼠产生双突变小鼠时，细胞死亡通过p53（POLβ-/ - p53 +/-）的异质降低而降低，几乎通过同源物（POLβ-/ - /-P53 - / - ）完全消失，表明这种凋亡由P53依赖的途径调节。然而，与期望相反，在POLβ-/ - p53 - / - 小鼠中观察到的脑结构异常并未恢复。这清楚地表明，逃避诱导凋亡的神经元无法完全恢复其功能，以及POLβ在神经元发育和分化中的作用的重要性。此外，由于p53的激活被认为是由DNA损伤的积累引起的，因此与碱基切除修复和凋亡有关的聚（ADP-核糖）聚合酶1（PARP-1） - 缺陷小鼠引起的小鼠是在神经元细胞死亡中涉及碱基切除修复和凋亡的，在神经元细胞死亡中的涉及parp-1在polβ-polβ-fickeced中分析了菌株。结果，发现同型杂音（POLβ-/ - PARP-1 - / - ）在中期期间发生异常，导致死亡。另一方面，异源（POLβ-/ - PARP-1 +/-）显示出在POLβ-/ - 中看到的神经元死亡的降低。因此，有人提出，PARP-1表达的降低是响应于POLβ缺乏引起的凋亡的抑制。