紫外線照射されたG0期細胞におけるヌクレオチド除去修復に依存した二次的DNA損傷の生成

抄録

　ヒストンH2AXのリン酸化は、電離放射線等によるDNA二重鎖切断生成に伴って生じるが、複製ストレスやその後の複製フォーク崩壊によっても生じることが知られている。我々は、血清飢餓によりG0期に同調したヒト細胞で、紫外線照射後にヌクレオチド除去修復依存的にH2AXがリン酸化されることを見出し、報告した。現時点のモデルとして、G0期では修復合成因子の細胞内レベルが低いため、紫外線損傷切り出し後に一本鎖DNAギャップが蓄積し、ATRによりH2AXがリン酸化されると考えている。本研究ではこのモデルをさらに詳細に検証したところ、一本鎖DNA領域の生成を実験的に確認したほか、さらにDNA二重鎖切断の生成も示唆されたので報告する。
　一本鎖DNA領域の検出は、抗ssDNA抗体による蛍光免疫染色で行った。その結果、G0期のヒト細胞に紫外線を照射すると核の蛍光シグナルが増加し、Ara-Cの添加によってさらに著しく増加した。また、局所紫外線照射を行うと、この蛍光シグナルはH2AXリン酸化部位と共局在した。一方、ここに集積する因子を各種抗体で調べたところ、Nbs1、Mre11、53BP1が集積していることがわかった。そこで、DNA二重鎖切断生成の可能性を考え、ATM Ser1981とChk2 Thr68のリン酸化を調べた結果、紫外線照射後１時間をピークに各リン酸化が生じていた。これらの反応はすべてヌクレオチド除去修復に依存しており、G0期における紫外線照射後のH2AXリン酸化には、早期におけるATMを介した反応と、一本鎖DNA領域の蓄積によるATRを介した反応が混在している可能性が示唆された。