生物の体の設計図である遺伝情報の本体はDNAです。この情報は正確に同じものが細胞から細胞へ伝えられなければなりません（DNAの複製）。けれども、まれに読み間違いが起こったり、DNAの一部が壊れてしまうこともあります。このような時でも正確な遺伝情報を伝えるために、すべての生物は、間違いを正すためのDNA修復のシステムを持っています。
私たちの研究室では、DNAの複製と修復が協調して働くしくみを解明するための研究と、その応用としての新しい抗癌剤の開発のための研究を、行っています。
DNA複製と修復の協調のメカニズム
DNAの複製には、DNAポリメラーゼの他にも多くのタンパク質が関わっています。さらにDNA修復のためのタンパク質も複製の間に協調的に働いていると考えられています。この協調のメカニズムを、タンパク質どうしやDNAとタンパク質の結合の性質やそれによる機能の変化を調べることにより、明らかにすることを目指しています。私たちの研究室では、これらの機能に関与するタンパク質を組換えタンパク質として発現・精製したものを使って、試験管の中でDNAの複製と修復の反応を再構成することにより、そのメカニズムを解析して行きます。
これらのタンパク質のいくつかは、DNA上をスライドするドーナッツ型のタンパク質PCNAに結合することが知られています。下の図は、DNA複製の際のオカザキ断片の連結反応を再構成する実験の方法と、それによってDNAが延長・連結されて行く状態と、このDNAにLigIタンパク質がどの程度結合しているかを観察した結果を示しています。
フルオロウラシルとデオキシチミジン類似体による相乗的抗癌作用の解明
チミンの類似体であるフルオロウラシルとその派生物は、いろいろな癌の治療に使われている抗癌剤です。これに別のチミジン類似体を組み合わせると、癌細胞をより強く殺すことがわかりました。下図では、膵臓癌由来の細胞PANC-1の増殖が、FUとhmUdRを組み合わせて加えた時、相乗的に抑制されることが示されています。このメカニズムを解明し、新しい癌治療を開発することを目指しています。
