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講演報とヒEヨ平成 24年度特別講演事業(先端医学研究機構)「ヌクレオチド除去修復の機構と遺伝疾患 J大阪大学大学院生命機能研究科特任教授

田中亀代次先生
RI実 験 施 設 研 究 教 授

森 俊 雄

平成 24年 10月 17日(水) 17:
00‑18:
30，表記講演会が臨床第 l講義室において開催され，学生，院生，およ60名が参集した.田中先生は色素性乾皮症患者の内，日本で最多数を占める A群患者の原因遺伝子
び教職員 1XPAを世界で最初にクローニングし Natureに発表したこと (1990年)，また，マウス ES細胞を用いた遺伝子ター
去により， XPA遺伝子をノックアウトした XPAマウスを作製し，同じく Natureに発表 (1995年)しゲテイング jatureGeneticsに発表した紫外線高感受性症候群患者の原たことで世界的に有名である.今回の講演では，今年 N
因遺伝子 UVSSAのクロ}ニングなど，ヌクレオチド除去修復機構の解明，ひいては修復欠損患者の病態解明を目

31枚分の資料をご用意いただいた結果，的とした研究についてお話しいただいた.学生の講義のように，スライド 1
予定時間を過ぎても質問が続くほど盛り上がり，講演事業の目的「ハイレベルな学外からの情報知識を得ることにより，本学の学術研究のレベルアップを図る」を充分に達成できたと感じた.また， XPAマウスの作製に，本学平成 2年卒業生の弓場俊輔氏(産業技術総合研究所)が深く関与したことも紹介された以下に，講演の内容を田中先生の資料を用いて紹介する
ヌクレオチド除去修復 (NER)は，紫外線や活性酸素による損傷を始め多様な DNA損傷を修復できる遺伝情報維XP)，コケイン症候群 (CS)，紫外線高感受持機構である. NER機構に異常をもっ遺伝疾患として，色素性乾皮症 (性症候群 (UVSS)などが知られており，日光皮膚発がん，身体発育不全，精神神経症状，早期老化などの臨床症状) RNAポが認められることから，生命維持における NERの重要性が示唆される.ヌクレオチド除去修復には， 1
リメラーゼ I
Iの転写をブロックする DNA損傷を特異的かつ迅速に修復する「転写と共役した修復:transcription‑)
Jと， 2) 全ての部位の損傷を修復する「ゲノム全体の修復 :globalgenomerepair(GGR)
Jcoupledrepair(TCR

S‑Bの 2つの遺伝的相補性群が存在するが，いずれもの 2つの経路がある(図1).コケイン症候群には CS‑Aと C「転写と共役した修復」を選択的に欠損する

一方，色素性乾皮症には XP‑Aから XP‑G及び XP‑Vの 8つの遺伝

四A. XP‑B，的相補性群が存在する. XPC，XP‑E細胞は「ゲノム全体の修復」を特異的に欠損し，それ以外の XP】

XP‑D，XP‑F，XP‑G細胞は， I転写と共役した修復」と「ゲノム全体の修復」の両方の経路に異常を示す. XP‑VI
損傷乗り越え複製Jと呼ばれる機構に異常を持つ.
UVSS)は， コケイン症候群 (CS)と同様に「転写と共役した修復Jに異常を持つが， CS徴
紫外線高感受性症候群 (細胞はヌクレオチド除去修復は正常であるが，S様皮膚症状だけを示す.我々は， UVSS患者(UV1KO)が CSB遺伝子に nul1突然変異をホモ接候を示さず軽度の XP蛋白質が全く検出できないことを報告した (CS‑B/UVSS). 逆に，重篤な神経症状，身体発育不合性にもち， CSB患者では変異短縮 CSB蛋白質が生成されていたこれらの結呆から，変異短縮 CSB蛋白質が何らか全を示す CS‑B徴候の発症に関連していると考えられる (1). その後， CSA遺伝子に突然変異をの阻害効果を持ち，そのことがCSホモ接合性にもつ UVSS患者 (CS‑A/UVSS)が報告されたさらに， UVSSには第三のグループが存在し， A群UVSS

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森俊 雄(UySS‑A)と呼ばれている.その原因遺伝子は不明であったので，クローニングを試みた.マウス A9細胞から得た微小核を UySS‑A患者 (Kps3)細胞に融合し，マウス染色体導入によって紫外線抵抗性，転写と共役した修復能を回ps3細胞を得た.その後，比較ゲノムハイブリダイゼーションアレイ法を用い，マウスゲノムのどの領域復した KにKps3細胞の転写と共役した修復欠損を相補する遺伝子が存在するかを明らかにした

その結果，かずさ DNA研究所の DNAクローンKIAA1530遺伝子が Kps3細胞の転写と共役した修復欠損を相補することを見つけた .さysS‑A細胞はKIAA1530遺伝子にホモ接合性のノンセンス突然変異や 1塩基欠失によるフレームシフト突らに， U然変異をもつことを見いだし ，KIAA1530がUySS‑Aの原因遺伝子であることを確認した

そして ，KIAA1530をUVSSA遺伝子と命名した.さらに， UYSSAタンパク質は脱ユビキチン化酵素 USP7と複合体を形成し，紫外線照射細胞において CSBタン パク質の脱ユビキチン 化，ひいてはプロテアソームによる CSBタンパク質の分解を抑制
損傷後の転写の再開に関わることを明らかにした (2)(
図2).
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現在考えられているTCR機構のモデル

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図 l ヒト細胞におけるヌクレオチド除去修復機構のモデル

図 2現在考えられている T
CR機構のモデル

色素性乾皮症 B，D， G群 (XPB，XPD，XPG)遺伝子の突然変異によって， XP症状に CS徴候を合併する症例がある(それぞれ X
P‑B/CS，XP‑D/CS，XP‑G/CS患者と呼ばれる). XPB，XPDは 10個のサブユニットからなる基本転写因子 T
FIIHのサブユニットであり， TFIIHがヌクレオチド除去修復以外 に基本転写にも 必須の機能を持つことから， CS徴候が，ヌクレオチド除去修復異常に加えて何らかの転写機能に異常を持つことがその病因であると考えられる

一方， XPGはヌクレオチド除去修復において損傷の 5 端で DNAに nickを入れるエンドヌクレアーゼ活性をもつことが知られている.

FIIHと安定な複我々は， XPGの新規の機能を解明する目的で， XPGを蛋白質複合体として精製し XPGが T合体を 形成することを見つけた‑G患者由来でエンドヌクレアーゼドメインにさらに， XPのみの症状を示す XP

ヌクレオチド除去修復の機構と遺伝疾患(105)

点突然変異を持つ変異 XPGタンパク質は正常 XPGタンパク質問様， TFIIHと結合したのに対し， XPとCSを合併したXP‑G/CS患者由来で C末端に欠失をもっ変異 XPGタンパク質は TFIIHと結合せず，その結果，TFIIHのCAKサブcdk7‑cyclinH‑MAT1)は， コア TFIIHサブコンプレックスから議離し TFIIHの構築が不安定にな
コン プ レックス (ることを明らかにした

CAKサブコンプレックスは，核内レセプター (nuclearreceptor:NR)をリン酸化し，核内レセプターの転写活性化に必須であることが知られている， XP‑G/CS
細胞では CAKサブコンプレックスが TFIIH
コアサブコンプレックスから議離していることから ，CAKサブコンプレックスによるリガンド誘導性核内レセプ
ターのリン酸化が低下し，転写活性化が低下していることが予想された.
そこで ，XP‑G/CS
細胞での核内レセプター活性の異常の有無を明らかにする目的で以下の実験を行った.エス

18番目のセリンのリン酸化は XP‑G/CS細胞では欠如していた
トロジェン添加後のエストロジェンレセプターの 1/CS細胞ではそのリン酸化が正常に起こった.エストロジェンレセプターが， XPGcDNAを導入し正常化した XP‑Gを発現するプラスミドと，ルシフエラーゼ遺伝子の上流にエストロジ、エンレセプター結合配列を持つプラスミドを各細胞にトランスフェクションした後，エストロジェンを作用させ，それぞれの細胞でのルシフエラーゼ活性を測定した結果， XP‑G/CS細胞ではルシフエラーゼ活性が上昇しないことが明らかになった
以上の結果は， XP‑G/CS細胞では TFIIHの構造安定性が低下することにより核内レセプターのリン酸化の低/CS
患者の CS徴候が，エス下，ひいては転写活性化 の低下がおこることを初めて明らかにしたものであり， XP‑G
トロゲン 受容体 を始め核内受容体の転写活性化異常によることを示唆したものである (3)，参考文献(1)K.Horibataeta，.
lCompleteabsenceo
fCockaynesyndromeg
roupBgenep
roductgiv
esrisetoU
V‑sensitivesyndromeb
utnotCockaynesyndrome，Proc.Nat.
lAcad.Sci.，USA， 10，115410‑
15415(2004).
.
l，Mutationsi
nUVSSAcauseU
V‑sensitiv
esyndromeanddestabilizeERCC6intranscription‑(2)X.ZhangetacoupledDNArepair.NatGenet.4
4:593‑
597(2012)

toeta，.
l XPGstabiilzesTFIIHal!owingt
ransactiv
ationofnuclearreceptors:Implication
sforCockayne(3)S.I.
lCe，!
l2
6・2
31‑
243(200ηsyndromeinXP‑
G/CSpatients.Mo

ご略歴

1967年

鳥取大学医学部医学科入学

1973年

鳥取大学医学部医学科卒業

1973年

大阪大学大学院医学研究科入学

1977年

大阪大学大学院医学研究科修了，医学博士 (大阪大学)

1977年

大阪大学医学部附属病院医員(第 4内科)

198
1年

大阪大学医学部助手・老年病学講座(第 4内科)

198
1年

Harvard大学 DanaF
arber癌研究所博士研究員

1983年

大阪大学医学部助手・老年病学講座(第 4内科)に復職

1
985年

大阪大学細胞工学センタ一助教授(ヒト体細胞遺伝生理学部門)

1992年

大阪大学細胞工学センタ ー教授(ヒト体細胞遺伝生理学部門)

1992年

大阪大学細胞生体工学センター教授(細胞構造機能研究部門)

1996年

大阪大学細胞生体工学センター長(l 998年 3月まで)

2002年

大阪大学大学院生命機能研究科教授(ヒ ト細胞生物学グループ)

20
1
2年

大阪大学大学院生命機能研究科特任教授