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RecFOR proteins in homologous recombination佐藤 勝也; 菊地 正博; Ishaque, A. M.*; 大庭 寛史*; 山田 貢; 手島 光平; 小野寺 威文; 鳴海 一成
DNA Repair, 11(4), p.410 - 418, 2012/04
被引用回数：24 パーセンタイル：59.83(Genetics & Heredity)放射線抵抗性細菌の相同組換え機構におけるRecFORタンパク質の役割を明らかにするために、
, 
及び
遺伝子破壊株を作製し、分子遺伝学及び分子生物学的解析を行った。遺伝子破壊株では、形質転換効率の著しい低下が見られたことから、RecRタンパク質は、細胞内に取り込んだ外来DNAの安定性に関与していることがわかった。また、遺伝子破壊株は、他の遺伝子破壊株に比べて、
線,紫外線及びマイトマイシンCに非常に感受性を示した。これらの高い感受性は、RecFタンパク質が、組換え修復タンパク質RecAの活性化に重要な役割を担っていることに起因していることがわかった。以上のことから、放射線抵抗性細菌の効率的なDNA鎖切断修復を担うextended synthesis-dependent strand annealing(伸長合成依存的DNA鎖対合)経路の初期段階として、RecF及びRecRタンパク質は、RecAタンパク質の活性化とDNAの安定性にそれぞれ関与していることを明らかにした。
坂本 綾子; Stone, J. E.*; Kissling, G. E.*; McCulloch, S. D.*; Pavlof, Y. I.*; Kunkel, T. A.*
DNA Repair, 6(12), p.1829 - 1838, 2007/12
酵母REV3遺伝子は、Bファミリーポリメラーゼのメンバーであり誤りがちなDNA合成を行うことが知られている、DNAポリメラーゼ (pol )の触媒サブユニットをコードしている。われわれは、polの機能解析を行うため、polの活性中心付近で高度に保存されているロイシン(L979)を置換した6種の突然変異体を作成した。L979をグリシン,バリン,アスパラギン,リシン,メチオニン、又はフェニルアラニンに置換した場合、いずれも突然変異頻度が上昇することがわかった。なかでも、ロイシンをフェニルアラニンに置換した変異体(rev3-L979F)及びメチオニンに置換した変異体(rev3-L979M)は、正常な生存率を示し、polの活性が失われていないことが予想された。これらの変異体における紫外線誘発突然変異の頻度は、紫外線損傷をバイパスするpol
を欠失させると、さらに上昇した。また、can1遺伝子座における突然変異スペクトルを見ると、rev3-L979Fとrad30
rev3-L979Fでは、塩基置換変異や複合的な変異が最も多かった。rev3-L979Fとrev3-L979Mは野生型酵母に比べて自発的な突然変異率が2倍ほど高く、CからGへのトランスバージョンと複合的な変異が2から8倍ほど上昇していた。このことから、rev3-L979F変異はpolのDNA合成時の忠実度を低下させることが明らかになり、ファミリーBポリメラーゼの活性中心に位置するロイシン残基がポリメラーゼの複製忠実度の決定に不可欠であることが証明された。
SOS-regulated UmuD
proteinSutton, M. D.*; Guzzo, A.*; 鳴海 一成; Costanzo, M.*; Altenbach, C.*; Ferentz, A. E.*; Hubbell, W. L.*; Walker, G. C.*
DNA Repair, 1(1), p.77 - 93, 2002/01
UmuDタンパク質は、大腸菌DNAポリメラーゼの調節サブユニットであり、触媒サブユニットであるUmuCタンパク質と複合体を形成し、DNA損傷薬剤及び紫外線による突然変異誘発促進作用の根本的な機構である「誤りがち損傷乗り越え修復」に重要な役割を果たす。この論文では、実験的解析を基に、UmuDホモ2量体タンパク質の構造についての正確なモデルを構築し、このタンパク質の構造変化とDNAポリメラーゼVの作用調節との密接な関係を考察した。
mutant清澤 和広*; 田中 将志*; 松永 司*; 二階堂 修*; 山本 和生
Mutation Research; DNA Repair, 487(3-4), p.149 - 156, 2001/12
組換え修復関連遺伝子
を欠損する大腸菌は紫外線に対し高感受性を示すが、その理由は明らかでない。なぜなら、RecAは、組換えだけでなく、ヌクレオチド除去修復関連タンパク質群の発現誘導にも関わる多機能タンパク質だからである。紫外線耐性におけるRecAの主要な役割を明らかにするため、欠損株において種類の違うヌクレオチド除去修復関連遺伝子を高発現させ、紫外線に対する感受性,紫外線誘発DNA損傷除去効率,及び、ヌクレオチド除去修復タンパク質の発現量を解析した。その結果、UvrAタンパク質量が増加した場合にのみ、野生株と同程度の損傷除去がみとめられ、紫外線に抵抗性となることが示された。よって、大腸菌の紫外線防御におけるRecAの重要な役割は、
遺伝子の発現を誘発することにより、ヌクレオチド除去修復能力を高めることであることを明らかにした。
北山 滋*; 鳴海 一成; 菊地 正博; 渡辺 宏
Mutation Research; DNA Repair, 461(3), p.179 - 187, 2000/11
放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランスのDNA損傷修復欠損変異株KH5861は、DNA2本鎖間を架橋するマイトマイシンCに感受性を示す。野生株ゲノムライブラリーの中から、この変異株をマイトマイシンC抵抗性に復帰させることのできるDNA断片を解析したところ、大腸菌などで既に知られているDNA修復蛋白質遺伝子recRが見つかった。この遺伝子が存在することは、recAが関与する組換え修復経路のほかに、recFORが関与するもう1つの組換え経路も、放射線抵抗性細菌で機能していることを示唆している。変異株KH5861のrecR遺伝子は、野生株の遺伝子と比べて1塩基が異なっており、この塩基置換によって、変異株では、正常のRecR蛋白質よりも長さの短い変異蛋白質が生産されていると考えられた。これらの解析結果から、放射線抵抗性細菌におけるDNA2本鎖間架橋型損傷の修復に、RecR蛋白質が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。
舟山 知夫; 鳴海 一成; 菊地 正博; 北山 滋*; 渡辺 宏; 山本 和生
Mutation Research; DNA Repair, 435, p.151 - 161, 1999/00
放射線抵抗性細菌Deinococcus radiodurans野生株より分離された、放射線感受性変異株KR4128の感受性を相補するDNA断片を検索し、4.3kbクローンを得た。得られたクローンの遺伝子配列を決定したところ、大腸菌組換え修復遺伝子recNと塩基配列相同性をもつ遺伝子が含まれていた。KR4128株の当該領域の解析より、この遺伝子がKR4128株で点突然変化をおこしていることが明らかにされ、当該遺伝子が放射線抵抗性細菌のrecN遺伝子であることが明らかになった。単離した遺伝子の放射線抵抗性における寄与を明らかにするため、薬剤耐性遺伝子カセットをもちいた特定遺伝子欠失株作出系を確立、recN遺伝子欠損株を作出した。作出した遺伝子株欠損を用いた生存率の解析から、recN遺伝子が当該菌の放射線抵抗性に寄与していることが確かめられた。さらに、KR4128株にrecN遺伝子のほかに感受性に影響を与える遺伝子の変異が存在することが明らかにされた。
鳴海 一成; 佐藤 勝也; 菊地 正博; 舟山 知夫; 北山 滋; 柳沢 忠*; 渡辺 宏; 山本 和生
Mutation Research; DNA Repair, 435(3), p.233 - 243, 1999/00
放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランスのDNA修復能欠損株であるrec30株は放射線に極めて感受性を示し、重要なDNA修復遺伝子に変異が生じているものと考えられる。この変異株のrecA遺伝子座のDNA塩基配列を野生株のものと較べて解析した結果、変異株ではrecA構造遺伝子内に変異があることを突き止め、その正確な変異部位を同定した。また、ラジオデュランスの遺伝子を大腸菌で発現させることは今まで困難であったが、正常及び変異recA遺伝子を大腸菌で大量に発現させることに成功した。さらに、ラジオジュランスの遺伝子を発現している大腸菌の線耐性を測定した結果、ラジオデュランスの正常recA遺伝子が大腸菌のrecA遺伝子の働きを完全に捕らえること、異常recA遺伝子が組換え修復能を完全に失っていることを明らかにした。
鹿園 直哉; 渡辺 宏; 田中 淳; 田野 茂光*; 堤 伸浩*; 平井 篤志*
Mutat. Res., DNA Repair, 337, p.41 - 48, 1995/00
細胞分化のDNA鎖切断の再結合能に対する影響を調べるため、オオムギの根において、アルカリ巻きもどし法を用い、DNA鎖切断の再結合能を解析した。DNA鎖切断の再結合は、早い再結合と遅い再結合の2相性であることが明らかとなった。線照射後6時間で、未分化の細胞でのDNA鎖切断は未照射のレベルまで再結合されたが、分化した細胞では再結合されない切断が残存した。この再結合能の違いは遅い再結合の効率に起因した。未分化の細胞の遅い再結合は、タンパク質合成阻害剤であるシクロヘキシミドの存在下では阻害され、照射後のタンパク質合成を必要とすることが示唆された。一方、分化した細胞での再結合はシクロヘキシミドにより阻害されなかった。以上の結果から、分化した細胞での再結合能の低下は、遅い再結合での誘導的な再結合が欠損しているために生ずると推察された。
