DNAヘリカーゼRECQL5の組換え抑制における分子機構の解明

阐明DNA解旋酶RECQL5抑制重组的分子机制

• 批准号: 12J07075
• 负责人: 細野 嘉史
• 金额: $ 1.28万
• 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: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J07075/
• 关键词: RECQL5; DNAクロスリンク修復; DNA相同組換え; ファンコニ貧血; BRCA2; がん抑制遺伝子; シスプラチン; 染色体異常

DNA損傷を正確に修復する系が相同組換え(Homologous recombination ; HR)であり、HR関連遺伝子における変異は細胞のがん化を促進する原因となり得る。HR関連遺伝子の一種としてRecQヘリカーゼファミリーがあり、高等真核生物では5つのRecQが存在する。このうちの1つであるRECQL5/Recq15を欠損したノックアウトマウスが高発がん性を示すことから、がん抑制因子としてゲノムの安定性維持に寄与することが示唆されていた。また生化学的解析により、RecQL5が組換えの必須因子であるRad51と結合することが示されているものの、その詳細な分子機能は不明のままであった。本研究において、RecQL5のがん抑制因子としての機能とHR機構との関連を細胞レベルで検討し、組換えの制御や正確性にどのように寄与しているか解明することを目指した。平成24年度までに、RECQL5遺伝子破壊細胞はシスプラチンなどのDNA鎖間クロスリンク(interstrand crosslink ; ICL)損傷を誘導する薬剤に特異的な高感受性を示すこと、RecQL5が細胞内で機能するにはRad51との結合が重要であること、および遺伝学的解析によりRecQL5はHR因子BRCA2と同経路において機能する可能性を示すことができた。本年度は、「RecQL5が細胞内で組換えの正確性を制御するかどうか」を明らかにすることに焦点をおいた。実験系として用いたDT40細胞はニワトリBリンパ球由来細胞であり、抗体の多様性を生み出すために免疫グロブリンをコードする領域において恒常的な組換えが起こっている。この性質を利用してRECQL5遺伝子破壊細胞における組換えの正確性を評価したところ、薬剤無処理の条件下では野生株と比較して差は見られなかったものの、シスプラチン処理時には組換えで使用される鋳型の多様化が観察された。すなわち、組換え頻度の上昇だけでなく正確性の低下が引き起こされた。以上の結果は、RecQL5がICL損傷誘導性のHRにおいて、組換えの量と質を適切に制御し、効率の良いDNA修復を保証する機能を持つことを示している。この発見は、RecQL5が発がんを抑制するメカニズムを考察する上で重要な知見となり得る。研究成果は原著論文としてまとめ、学術雑誌にて発表した。

准确修复DNA损伤的系统是同源重组（HR），与HR相关基因的突变可以有助于细胞癌。 RECQ解旋酶家族是一种与HR相关的基因，在较高的真核生物中，有五个RECQ。在其中一只中缺乏的敲除小鼠RECQL5/RECQ15表现出较高的致癌性，这表明它们有助于保持基因组稳定性作为癌症抑制器。生化分析还表明，RECQL5与Rad51结合，Rad51是一个必不可少的重组因子，但其详细的分子功能仍然未知。在这项研究中，我们调查了RECQL5的癌症抑制剂与细胞水平的HR机制之间的关系，并旨在澄清它如何促进重组的控制和准确性。到2012年，RECQL5基因破坏细胞对诱导DNA链间交叉链接（ICL）损伤（例如顺铂）的药物的特异性敏感性，与Rad51的结合对于RECQL5对于RECQL5对细胞内的功能很重要，并且遗传分析表明RECQL5在与HR因子BRCA2相同的途径中可能起作用。今年，我们专注于澄清RECQL5是否控制细胞内重组的准确性。用作实验系统的DT40细胞是鸡B淋巴细胞衍生的细胞，并且在编码免疫球蛋白以产生抗体多样性的区域内发生了组成型重组。使用该特性，我们评估了RECQL5中断细胞中重组的准确性，尽管与无药物条件下的野生菌株相比，发现没有发现差异，但在顺铂处理过程中观察到了重组中使用的模板的多样化。也就是说，不仅增加了重组频率，而且还会降低准确性。以上结果表明，RECQL5具有正确控制ICL损伤造成HR并确保有效DNA修复的重组的数量和质量的功能。这一发现可能是对RECQL5抑制癌变机制的研究的重要见解。研究结果是作为原始论文编辑的，并在学术期刊上介绍。

项目成果

Function of RecQL5 helicase in interstrand crosslink repair

RecQL5解旋酶在链间交联修复中的功能

• 发表时间: 2012
• 作者: Jing Su;Keiichi Imato;Tomoya Sato;Tomoyuki Ohishi;Atsushi Takahara;Hideyuki Otsuka;細野嘉史;村上義明;細野嘉史
• 通讯作者: 細野嘉史

RecQL5ヘリガーゼのDNAクロスリンク修復における役割

RecQL5解旋酶在DNA交联修复中的作用

• 发表时间: 2012
• 作者: Jing Su;Keiichi Imato;Tomoya Sato;Tomoyuki Ohishi;Atsushi Takahara;Hideyuki Otsuka;細野嘉史
• 通讯作者: 細野嘉史