DNA 修復パスウェイ・ポスター

がん研究の次のステップへ、DNA 修復の知識をリフレッシュ。


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私たち生物の体を構成する各細胞は、さまざまな内的および外的(環境的)要因により DNA に損傷を受けており、その個所は 1 日当たり数千から数万にのぼるとされています。これらの損傷が適切に修復されないと、細胞の生存に関わる変異となり、大規模なゲノム異常をもたらし、最終的にはがん引き起こす可能性があります。生物はこのような脅威に対抗するために、DNA 損傷を検出し、その存在を伝達し、修復を実行する、DNA 損傷反応(DNA damage response)と呼ばれるシステムを進化させてきました。この反応は、免疫システムの発達や減数分裂組換えといった多くの生物学的過程において重要な役割を果たし、がん、免疫不全、神経変性疾患、早期老化といったさまざまな疾患とも深い関係があります。したがって遺伝性の DNA 修復欠損は、このような疾患や発達不全を誘引する、大きな問題となります。

DNA 損傷の受け方には様々な種類が存在することから、DNA 修復にはそれらに対応する複数の経路が備わっています。例えば、非相同末端結合、相同組換え、ミスマッチ修復、ヌクレオチド除去修復などです。これらの経路のプロセスには、それぞれに多数のタンパク質が関与します。例えば DNA 損傷の検出には ATMATR キナーゼ、DNA-PK などが、DNA 修復装置の DNA への接触には複数のクロマチン・リモデラー(Chromatin remodelers)が、DNA の修復作業には RPARad51、Fanconi anemia protein などの DNA 修復因子が、それぞれ関与しています。また忘れてはならないのは、p53 とその関連タンパク質、ユビキチン経路、RAS GTPase スーパーファミリーなども、DNA 損傷反応のさまざまな局面で関与していることです。

DNA 損傷反応に関与するこのようなタンパク質を研究するためのツールとして、抗体が広く用いられます。具体的に行われる実験としては、ウエスタン・ブロッティングや免疫組織染色による、各タンパク質の誘導・発現の検出、局在・リクルートメントの同定などが挙げられます。これらタンパク質の中には H2A.X などのように、その機能の誘導が翻訳後修飾と関係するものが多くありますが、そのような修飾の有無も抗体によって検出・定量することができます。

DNA 修復経路を次の 5 種類に分類し図示したこのポスターは、DNA 損傷反応に対する理解を深め、がんを初めとした関連研究を進める上できっと役に立つはずです。


  • 相同組み換え(Homologous recombination)
  • 非相同末端結合(NHEJ; Non-homologous end joining)
  • DNA 鎖クロスリンク修復(DNA strand cross-link repair)
  • ヌクレオチド除去修復(NER; Nucleotide excision repair)
  • ミスマッチ修復(Mismatch repair)


Article written by Dr Ilaria Guerini



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