大腸菌DNAポリメラーゼI機能ドメインのゲノム安定性維持機構の研究

大肠杆菌DNA聚合酶I功能域基因组稳定性维持机制研究

• 批准号: 08J07319
• 负责人: 今井 勝
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J07319/
• 关键词: DNAポリメラーゼI; 自然突然変異; ミスマッチ修復; MutS; 5'→3'エキソヌクレアーゼ; 3'→5'エキソヌクレアーゼ; トランジション; DNAポリメラーゼIII

ゲノムの安定性を維持し,細胞のがん化を抑制する意味でも,DNA複製は極めて正確に行われなければならなくこの時に起こる自然突然変異を抑制するメカニズムを解明する事は,進化や細胞のがん化の原因の研究にも非常に重要な事である。そこで,本研究では大腸菌の突然変異抑制因子の欠損株を作成し,大腸菌のDNA複製に起因する,自然突然変異のメカニズムを解明する事を目的としている。1つめとして,『大腸菌DNAポリメラーゼI(PolI)の各機能部位における突然変異解析』を行った。DNAポリメラーゼI(PolI)が持っている,3つの機能部位を個々に変異させ,遺伝的な解析を行ったところ,次の様な結果が得られた。(1)5'→3'エキソヌクレアーゼ欠損株は塩基が増加するような変異を抑制していた。(2)3'→5'エキソヌクレーゼ欠損株はトランスバージョン型変異を抑制していた。(3)5'→3'ポリメラーゼ活性欠損株は塩基が減少するような変異を抑制していた。(1)(2)(3)より,Poll単独の突然変異抑制に関する詳細な知見を得ることが出来た。2つめとして,『大腸菌PolIのミスマッチ修復機構』について研究を行った。以前の結果より,PolIは新たにミスマッチ修復系にも関わっていることを示した。そこで,本研究では,PolIのどの部位がミスマッチ修復系に関わっているかを調べ,以下のことが分かった。(1)ミスマッチ修復系遺伝子MutSとPolIエキソヌクレアーゼ活性多重欠損株はトランジション型変異が増えた。(2)MutSとPolIポリメラーゼ活性2重欠損株は塩基が減少する変異の増加を示した。(1)(2)の結果より,PolIのエキソヌクレアーゼ活性はミスマッチ修復系に関わっていることが示唆された。これらの結果は,ポリメラーゼという重要かつ基本的な酵素についての知見を増やし,高等生物への応用に繋がると期待される。

Maintain し ゲ ノ ム の stability を, cell の が ん change を inhibit す る mean で も, DNA replication は extremely め て correct line に わ れ な け れ ば な ら な く こ の に up こ る natural suddenly - different を inhibit す る メ カ ニ ズ ム を interpret す る は, evolutionary や cells の が ん research に の reason の も very に な important things で あ る. そ こ で, this study で は coliform の suddenly - different inhibitory factor の owe damage strain を し consummate, coliform の DNA replication に cause す る, natural suddenly - different の メ カ ニ ズ ム を interpret す る matter を purpose と し て い る. 1 めと めと て, "Analysis of sudden changes in the DNA of Escherichia coli ポリメラ ゼI(PolI) における functional parts における" を line った. DNA ポ リ メ ラ ー ゼ (PolI) が I hold っ て い る, 3 つ の を a functional parts 々 に - different さ せ, but 伝 な parsing line を っ た と こ ろ, time の others な results ら が れ た. (1)5'→3'エキソヌ た レア ゼ ゼ ゼ ゼ ゼ the increase of <s:1> base が in the underdamaged strain するような variation を inhibits <s:1> て た た た た. (2) 3 ', 5 'エ キ ソ ヌ ク レ ー ゼ owe damage strain は ト ラ ン ス バ ー ジ ョ ン type - different を inhibit し て い た. (3)5'→3'ポリメラ ポリメラ ゼ ゼ the activity of the underdamaged strain is reduced by <s:1> base が するような variation を and inhibited by て て た た. (1) (2) (3) よ り, Poll 単 の alone suddenly - different inhibition に masato す る な detailed knowledge を have る こ と が た. 2 めと めと て, "Escherichia coli PolI めと ス ス ッチ ッチ repair institution" に ッチ て て て て を った った て て を research を った. の results before よ り, PolI は new た に ミ ス マ ッ チ repair department に も masato わ っ て い る こ と を shown し た. そ こ で, this study で は, PolI の ど の parts が ミ ス マ ッ チ repair department に masato わ っ て い る か を べ, the following の こ と が points か っ た. (1) ミ ス マ ッ チ repair department of heritage 伝 child than と PolI エ キ ソ ヌ ク レ ア ー ゼ active multiple owe damage strain は ト ラ ン ジ シ ョ ン type - different が raised え た. (2)MutSとPolIポリメラ ポリメラ ゼ ゼ ゼ active 2 severely damaged strain <s:1> base が decreased する variation <s:1> increased を showed た た. Results (1) (2) の よ り, PolI の エ キ ソ ヌ ク レ ア ー ゼ active は ミ ス マ ッ チ repair department に masato わ っ て い る こ と が in stopping さ れ た. こ れ ら の results は ポ リ メ ラ ー ゼ と い う important か つ basic な enzyme に つ い て の knowledge を raised や し, higher biological へ の 応 with に 繋 が る と expect さ れ る.

项目成果

Genotoxic and non-genotoxic effects of chemical substances that make an impact on genome instability

影响基因组不稳定性的化学物质的基因毒性和非基因毒性作用

• 发表时间: 2008
• 作者: Shinohara;Y.;Kumagai;T.;Otsuki;K.;Kume;A.;Wada;N;Masaru Imai;Hironobu Ikehata;Masaru Imai;Ayumi Yamamoto
• 通讯作者: Ayumi Yamamoto

UVA1 genotoxicity is mediated not by oxidative damage but by cyclobutane pyrimidine dimers in normal mouse skin

• DOI: 10.1038/jid.2008.61
• 发表时间: 2008-09-01
• 期刊: JOURNAL OF INVESTIGATIVE DERMATOLOGY
• 影响因子: 6.5
• 作者: Ikehata, Hironbu;Kawai, Kazuaki;Ono, Tetsuya
• 通讯作者: Ono, Tetsuya

Induction of mitosis delay, apoptosis and aneuploidy in human cells by phenyl hydroquinone, an Ames test-negative carcinogen

苯对苯二酚（一种艾姆斯试验阴性致癌物）可诱导人体细胞有丝分裂延迟、细胞凋亡和非整倍性

• 发表时间: 2009
• 期刊: Genes & Genetic Systems (In press)
• 作者: Shinohara;Y.;Kumagai;T.;Otsuki;K.;Kume;A.;Wada;N;Masaru Imai
• 通讯作者: Masaru Imai

Centrosome amplification mediated by G2 delay leads to aneuploidy, as a result of misaligned chromosomes, by phenyl hydroquinone

G2 延迟介导的中心体扩增导致非整倍性，这是由于染色体错位造成的，苯基氢醌

• 发表时间: 2009
• 作者: Masaru Imai;Ayumi Yamamoto;Tatsuo Nunoshiba;Jun-itiro Komura;Tetsuya Ono;Kazuo Yamamoto
• 通讯作者: Kazuo Yamamoto

G2/M transition arrest functions in the formation of aneuploidy

G2/M 转变停滞在非整倍性形成中的作用

• 发表时间: 2008
• 作者: Kazuo Yamamoto;Ayumi Yamamoto;YRyo Matsuno;Masaru Imai
• 通讯作者: Masaru Imai