PCNAのユビキチン化で制御される新規DNA損傷トレランス経路の解析

PCNA泛素化调控的新型DNA损伤耐受途径分析

基本信息

批准号：
21K12238
负责人：
金尾梨絵
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

紫外線や化学物質などにより生じるDNA損傷はDNA複製の進行を妨げ、ゲノム不安定化をまねく。このような事態を避けるため、細胞にはDNA損傷があってもDNA複製を継続させるメカニズムが備わっており、DNA損傷トレランスと呼ばれている。DNA損傷トレランスには複数の経路があると考えられており、DNA複製に必須のスライディングクランプであるPCNAのユビキチン化で制御されると示唆されている。損傷乗り越えDNA合成（TLS）は最もメカニズムが解析されている経路であり、損傷のあるDNAを鋳型にDNA合成できるDNAポリメラーゼ（TLSポリメラーゼ）が損傷部位のDNA合成を行う。PCNAのモノユビキチン化はTLSを促進することが知られている。ヒト細胞では、TLS以外の経路の詳細なメカニズムは不明な点が多い。紫外線損傷に対してはDNAポリメラーゼηが主要な経路を担うため、他のDNA損傷トレランス経路を解析するため、本研究では、DNA損傷剤として、比較的かさ高いDNA付加体を作る、イルジンSを用いている。イルジンSを用いた解析から、E3ユビキチンリガーゼであるRFWD3がヒト細胞でDNA損傷に関わることを見出している。本年度は、RFWD3のDNA損傷トレランスにおける機能に、PCNAのユビキチン化が必要なことを示した。また、RFWD3の既知の機能であるE3リガーゼ活性、及び1本鎖DNA結合タンパク質であるRPAとの相互作用とクロマチン上への局在がDNA損傷トレランスに重要であることを明らかにした。また、RFWD3はRPAをユビキチン化することが知られているが、RPAのユビキチン化はDNA損傷トレランスに関与しないことを示唆した。また、紫外線損傷に対してもRFWD3がDNA損傷トレランスに機能していることを示唆した。以前からの研究結果とこれまでの結果を学術論文として報告した。

由紫外线，化学物质等引起的DNA损伤可防止DNA复制的进展，并导致基因组不稳定。为了避免这种情况，即使发生DNA损伤，细胞也具有继续DNA复制的机制，称为DNA损伤耐受性。人们认为，有多种DNA损伤耐受性的途径，表明它是由PCNA的泛素化来调节的，PCNA是DNA复制必不可少的滑动夹。 DNA合成克服损伤（TLS）是最大的分析途径，DNA聚合酶（TLS聚合酶）可以使用损坏的DNA作为模板进行DNA，在损伤部位进行DNA合成。已知PCNA的单泛素化促进TLS。在人类细胞中，除TLS以外的其他途径的详细机制通常是未知的。由于DNA聚合酶η在这项研究中起着紫外线损伤的主要途径，因此创建相对笨重的DNA加合物的Ilzin S用于分析其他DNA损伤耐受性途径。使用Ildin S的分析表明，E3泛素连接酶RFWD3参与了人类细胞中的DNA损伤。今年，我们证明了PCNA的泛素化是RFWD3在DNA损伤耐受性中的功能所必需的。我们还揭示了RFWD3，E3连接酶活性的已知功能以及与RPA的相互作用，单链DNA结合蛋白以及在染色质上的定位对DNA损伤耐受至关重要。此外，尽管RFWD3是泛质RPA所知，但它表明RPA的泛素化不参与DNA损伤耐受性。它还提出，RFWD3对紫外线损伤的DNA损伤功能耐受性。先前的研究结果和先前的结果报告为学术论文。