DNA二重鎖切断修復におけるNBS1とATMの役割  [in Japanese] Homologous recombination repair is regulated by domains at the N- and C-terminus of NBS1 and is dissociated with ATM functions  [in Japanese]

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DNA二重鎖切断の修復には、非相同末端結合(Non-Homologous End Joining: NHEJ)と相同組換え(Homologous Recombination: HR)の少なくとも二つの経路がある。我々はNBS1のHRにおける機能的役割やATM、MRE11との関連性について解明すべく、様々なNBS1変異体を作製し、それらのHR活性をDR-GFPとSCneoアッセイにより解析した。その結果、C末端に存在するMRE11との結合ドメインを欠失した変異体はHR活性を全く回復できず、N末端領域のFHAまたはBRCTドメインの変異体もほとんどHR活性を回復することが出来なかった。これら変異体のHR活性の欠失は、損傷部位におけるMRE11のフォーカス形成の異常と一致する。対照的に、ATMからリン酸化を受けるセリン残基の変異体と、ATMとの結合ドメインを欠失した変異体はHR頻度にほとんど影響を与えなかった。これはATMそれ自体と、NBS1のATM結合ドメインはイントラS期チェックポイント調節に必須であるが、ATMの欠損によりDSB損傷時のHR修復が減少しないという結果からも確認できる。つまりNBS1は細胞周期チェックポイント調節においてATMと協調して働くが、HR修復においてはそうではないということである。これらの結果は、NBS1のN末端とC末端のドメインがMRE11ヌクレアーゼをDSB部位へリクルートし、その部位に維持することによりHR経路を活性化しおり、それはATM非依存的であることを示している。さらにAT細胞ではNHEJの割合が低下していることを示した。このことからATMがNHEJ経路に重要な役割を果たしていることが示唆される。

The proteins responsible for radiation sensitive disorders,NBS1, kinase ataxia-telangiectasia-(A-T)-mutated (ATM) and MRE11, interact through the C-terminus of NBS1 in response to the generation of DNA double-strand breaks (DSBs) and are all implicated in checkpoint regulation and DSB repair, such as homologous recombination (HR). We measured the ability of several NBS1 mutant clones and A-T cells to regulate HR repair using the DR-GFP or SCneo systems. ATM deficiency did not reduce the HR repair frequency of an induced DSB, and it was confirmed by .findings that HR frequencies are only slightly affected by deletion of ATM-binding site at the extreme C terminus of NBS1. In contrast, The HR-regulating ability is dramatically reduced by deletion of the MRE11-binding domain at the C-terminus of NBS1 and markedly inhibited by mutations in the FHA/BRCT domains at the N-terminus. This impaired capability in HR is consistent with a failure to observe MRE11 foci formation. Furthermore, normal HR using sister chromatid was completely inhibited by the absence of FHA/BRCT domains. These results suggested that the N- and C-terminal domains of NBS1 are the major regulatory domains for HR pathways, very likely through the recruitment and retention of the MRE11 nuclease to DSB sites in an ATM independent fashion.


  • The Japan Radiation Research Society Annual Meeting Abstracts

    The Japan Radiation Research Society Annual Meeting Abstracts 2007(0), 222-222, 2007

    Journal of Radiation Research Editorial Committee


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