相同組換え修復に関わる新規因子ヒトSPF45の機能及び構造解析

点击翻译按钮获取中文摘要

生物の遺伝情報であるゲノムDNAは、紫外線や放射線、さらには活性酸素やDNA複製のエラーなどによって日常的に損傷を受けている。その中でも放射線などによるDNAの二重鎖切断損傷は、遺伝情報を失う可能性が高いため速やかに修復されなければならない。遺伝情報を失わずに二重鎖切断損傷を修復する経路として相同組換え修復がある。本研究では、二重鎖切断損傷修復に関わる新規因子ヒトSPF45タンパク質の機能解析を、DNAを用いて行ってきた。しかし、真核生物のゲノムDNAは、核内タンパク質と結合したクロマチン構造を形成して細胞核に収納されている。このクロマチン構造の最小機能単位であるヌクレオソームは、4種類のヒストンタンパク質に約150塩基対のDNAが巻き付いた構造体である。ヒストンにはアミノ酸相同性の高い亜種が数多く存在し、特定のクロマチン領域に取り込まれている。DNAの二重鎖切断損傷部位には、ヒストンの亜種であるH2A.Zが局在することが報告されている。ヒトSPF45のクロマチン上での機能を明らかにするためには、損傷部位のクロマチン構造を再構築し、損傷部位特異的なクロマチン構造上での解析を行う必要がある。そこで、H2A.Zを含むヌクレオソームを再構成し、構造的特徴を明らかにした。その結果、細胞で最も発現しているヒストンH2Aを含むヌクレオソームと比較して、H2A.Zを含むヌクレオソームは不安定な構造を形成することが明らかになった。さらに、H2A.ZのL1 loopと呼ばれる領域に構造的特徴が観察された。これまで相同組換え修復におけるタンパク質の機能解析の多くは、裸のDNAが用いられてきた。解析基盤となるヌクレオソームの再構成技術の確立および性質を解明したことは、今後ヒトSPF45の機能解析を行う上で大変意義深い。