多機能タンパクTopBP1によるゲノム維持機構の解明

癌治療における放射線療法・化学療法は細胞のゲノムDNAに損傷を与えることで、標的細胞の生育抑制や細胞死を誘発する。また、環境中の放射線・紫外線や活性酸素・化学物質や環境変異源などによっても細胞中のゲノムDNAは様々な損傷を受けている。このような様々な要因から受けるDNA損傷のなかで、二重鎖切断は際立って重篤な損傷である。本研究では、電離放射線であるγ線によって誘発された二重鎖切断の修復機構を解明する事を目的とした。今年度は、DNA修復機構におけるTopBP1の役割をシグナルの伝達経路を中心に解析した。また、DNA修復経路における細胞分裂期(M期)における新規DNA修復機構の同定を試みた。TopBP1は、放射線照射後短時間内に核内フォーカスを形成するするが、毛細血管拡張性運動失調症(AT)患者由来の細胞では、フォーカス形成に異常を示すことを明らかにした。このことは、ATMもTopBP1の機能に関与することを示唆している。そこで、本研究ではATMの下流で機能するシグナルタンパクの解析を行った。その結果TopBP1ノックダウン細胞では放討線照射後のSMC1やChk1のリン酸化に異常を示すことを明らかにした。このことから、TopBP1は細胞周期の制御機構にも関与していることが明らかとなった。細胞分裂期(M期)にもTopBP1は、'放射線照射後にフォーカス形成する。本研究では、M期依存的なTopBP1がどのような形態でフォーカス形成しているのか、どのようなDNA修復タンパクと共局在しているのかを検討した。その結果、TopBP1は1箇所に微小な2個のフォーカスを形成していることが明らかとなった。このことは、DNAが二本鎖であることに由来すると考えられる。さらに、このTopBP1フォーカスは同期のフォーカスとは異なりNBS1非依存的に起きることを明らかにした。

癌治療における放射線療法・化学療法は細胞のゲノムDNAに損傷を与えることで、標的細胞の生育抑制や細胞死を誘発する。また、環境中の放射線・紫外線や活性酸素・化学物質や環境変異源などによっても細胞中のゲノムDNAは様々な損傷を受けている。このような様々な要因から受けるDNA損傷のなかで、二重鎖切断は際立って重篤な損傷である。本研究では、電離放射線であるγ線によって誘発された二重鎖切断の修復機構を解明する事を目的とした。今年度は、DNA修復機構におけるTopBP1の役割をシグナルの伝達経路を中心に解析した。また、DNA修復経路における細胞分裂期(M期)における新規DNA修復機構の同定を試みた。TopBP1は、放射線照射後短時間内に核内フォーカスを形成するするが、毛細血管拡張性運動失調症(AT)患者由来の細胞では、フォーカス形成に異常を示すことを明らかにした。このことは、ATMもTopBP1の機能に関与することを示唆している。そこで、本研究ではATMの下流で機能するシグナルタンパクの解析を行った。その結果TopBP1ノックダウン細胞では放討線照射後のSMC1やChk1のリン酸化に異常を示すことを明らかにした。このことから、TopBP1は細胞周期の制御機構にも関与していることが明らかとなった。細胞分裂期(M期)にもTopBP1は、'放射線照射後にフォーカス形成する。本研究では、M期依存的なTopBP1がどのような形態でフォーカス形成しているのか、どのようなDNA修復タンパクと共局在しているのかを検討した。その結果、TopBP1は1箇所に微小な2個のフォーカスを形成していることが明らかとなった。このことは、DNAが二本鎖であることに由来すると考えられる。さらに、このTopBP1フォーカスは同期のフォーカスとは異なりNBS1非依存的に起きることを明らかにした。