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XRCC1遺伝子はDNA単鎖切断修復に関わる多蛋白複合体を組み立てる分子足場蛋白質をコードしています（Hoch et al, 2017による要約）。

紫外線（UV）照射後のDNAの切除修復について異なる遺伝子で欠損しているかX照射後の修復に欠損しているチャイニーズハムスター卵巣（CHO）変異株とヒト細胞を融合し、修復が求められる条件下に選択するとCHO株における欠損を補完するヒト遺伝子が残るハイブリッドが生成されます。 Xrcc1遺伝子座に突然変異を有するトランスジェニックマウスを作製するために、Brookmanら（1994）は、コスミドゲノムおよびcDNAライブラリーの両方からXRCC1のマウスホモログをクローニングした。cDNA分析は、ヒトXRCC1の633アミノ酸ポリペプチドと比較してわずか631アミノ酸のタンパク質をコードする1，893bpオープンリーディングフレームを示唆した。 Lamerdinら（1995）は、ヒトとマウスのタンパク質は86％の配列同一性を共有していることを見出した。

Whitehouse ら（2001）は、XRCC1がDNA polymerase-beta (POLB; 174760) およびDNA ligase III (LIG3; 600940) との相互作用に加えてヒトポリヌクレチドキナーゼ (PNK; 605610) との相互作用を持つと発表した。 さらに、これら4つのタンパク質は、ヒトの細胞抽出液中で多タンパク質複合体として結合しており、活性酸素や放射線によって引き起こされる典型的な一本鎖切断を一緒に修復していることが明らかになった。 さらに、XRCC1は、損傷したDNA末端でPNKのDNAキナーゼ活性とDNAホスファターゼ活性を刺激し、修復反応全体を加速していることも明らかにした。 これらのデータは、哺乳類の一本鎖切断修復の新しい経路を明らかにし、損傷したDNA末端の処理の初期段階においてXRCC1とPNKが協調的な役割を果たすことを実証するものである。 Sanoら（2004）は、短鎖ではなく長鎖のアプラタキシン（APTX；606350）がXRCC1のC末端ドメインと相互作用することをin vitroで証明し、アプラタキシンが修復複合体に関与している可能性を示唆している。

BhattacharyyaとBanerjee（2001）は、XRCC1が原発性大腸癌と乳癌で発現している切断型POLBと相互作用し、野生型POLBの正常修復機能を阻害することを見いだした。 彼らは、変異型POLBとXRCC1の相互作用が、優性阻害作用に必要であることを決定した。

Loizouら（2004）は、カゼインキナーゼII（CK2；115440参照）がXRCC1をリン酸化し、それによってin vitroおよび染色体切断部位でのDNA一本鎖切断修復タンパク質複合体の組み立ておよび活性を可能にすることを示した。 CK2のリン酸化部位の変異によるXRCC1のリン酸化の阻害や、特異性の高い阻害剤を用いたCK2の活性阻害は、XRCC1による細胞内のDNA一本鎖切断の迅速な修復を阻害することが明らかになった。 これらのデータから、染色体DNAの鎖切断の修復と遺伝的完全性の維持にCK2が直接関与していることが明らかになった。

Luoら（2004）は、循環するHeLa細胞に2つの前形成XRCC1タンパク質複合体が存在することを証明する生化学的データを提供した。 1つの複合体は、LIG3、PNK、POLBなどの一本鎖切断修復に重要な既知の酵素を含み、もう1つは、LIG3とアプラタキシンを含む新しい複合体である。 Luoら（2004）は、新しいXRCC1複合体の特徴について報告した。 XRCC1はin vivoおよびin vitroでCK2によってリン酸化され、XRCC1のser518, thr519, thr523でのCK2リン酸化は、FHAドメインを介したXRCC1へのアプラタキシンの結合を大きく決定していることがわかった。 小干渉RNAによるアプラタキシンの急性欠損は、XRCC1の半減期を短くするメカニズムにより、HeLa細胞をメタンスルホン酸メチル処理に対して感受性にする。 このことから、Luoら（2004）は、アプラタキシンがXRCC1のタンパク質レベルを定常状態に保つ役割を担っていると結論づけた。 Luoら（2004）は、彼らのデータを総合すると、細胞内の一本鎖切断修復の分子機構に関する知見が得られ、このプロセスにおけるアプラタキシンの関与が指摘された。したがって、一本鎖切断修復と神経疾患である運動失調性失行（208920）とは関連があると結論づけている。

初代ヒト線維芽細胞を用いて、Moserら（2007）はXRCC1とLIG3がヌクレオチド除去修復（NER）の必須コアコンポーネントであることを明らかにした。 LIG3のダウンレギュレーションは、紫外線によって誘発された傷害の除去と、紫外線によって誘発された染色体DNAのくびれの再結合を損なった。 さらに、XRCC1-LIG3とポリメラーゼデルタ（POLD1；174761を参照）は、間期を通じて紫外線特異的にNER構成要素と相互作用し、共局在していた。 一方、LIG1 (126391) とポリメラーゼε (POLE; 174762) の紫外線照射部位への動員は、増殖中の細胞でのみ観察された。 Moserら（2007）は、DNAリガーゼとポリメラーゼは、細胞周期において、NERを介したDNA修復に異なる形で動員されると結論付けている。

Gaoら（2011）は、DNAリガーゼIIIはミトコンドリアDNAの完全性には必須だが、核DNA修復には必要ないことを報告した。 マウス神経系でリガーゼIIIを不活性化すると、ミトコンドリアDNAが失われ、深刻なミトコンドリア機能障害、細胞の恒常性の崩壊、無力な運動失調を引き起こした。 同様に、心筋のリガーゼIIIの不活性化は、ミトコンドリア機能障害と心不全につながる心臓ポンプ機能の不全を引き起こした。 しかし、リガーゼIIIの不活性化では核DNA修復の欠損は起こらず、Xrcc1の必須DNA修復機能はリガーゼIIIの非存在下でも起こりうることが示された。 代わりに、Gaoら（2011）は、リガーゼIがDNA修復に重要であるが、リガーゼIIIと協調的に作用することを見いだした。 さらに、リガーゼIIIの欠損は、DNA損傷による小脳介在ニューロンの消失など、神経のXrcc1不活性化の特徴を再現せず、これらのDNA修復因子の機能分離がさらに明確になった。 したがって、Gaoら（2011）は、リガーゼIIIの生物学的役割はmtDNAの完全性の維持であり、XRCC1依存性のDNA修復ではないと結論づけた。

Simsekら（2011）は、ミトコンドリアにおけるDNAリガーゼIIIの重要な役割を示したが、XRCC1依存性の修復には関与しないことを示した。 Simsekら（2011）は、哺乳類細胞におけるLig3の生存要件とDNA修復における要件を決定するために先制的相補性を使用した。 様々な形態のLig3が、Creリコンビナーゼで削除できるLig3の条件付き対立遺伝子を含むマウス胚性幹細胞に安定的に導入された。 このアプローチにより、Gaoら（2011）は、核ではなくミトコンドリアのLig3が細胞の生存に必要であることを見いだした。 Lig3の触媒機能は必要であるが、Lig3のzinc fingerとBRAC1 C末端関連ドメインは必要ないことがわかった。 驚くべきことに、Lig3の生存要件は、Lig1をミトコンドリアにターゲッティングするか、真核生物の最小ニックシール酵素であるクロレラウイルスDNAリガーゼ、あるいはNAD(+)依存性リガーゼである大腸菌LigAを発現させることによって回避できる。 Lig3-ヌル細胞は、Xrcc1欠損細胞を感作するいくつかのDNA損傷剤に感作しなかった。 Simsekら（2011）は、この結果から、ミトコンドリアにおけるLig3の役割が確立されたが、その相互作用タンパク質であるXRCC1とは区別されたと結論付けている。

Lamerdin ら (1995) はヒトとマウスの XRCC1 のゲノム構造を明らかにした。 ヒトの遺伝子は17のエクソンを持ち、約31.9kbに及ぶ。

The first x-ray repair complementing gene (XRCC1) was map to 19qcen-19q13.3 based on the loss of 19p markers, retention of proximal 19q markers and loss of more distal 19q markers (Siciliano et al, 1987).は、19pマーカ-が失われ、近傍19qマーカ-が残り、遠方19qマーカ-が失われたことによる。 19番染色体上に位置する3つのDNA修復遺伝子に対するプローブを用いたハイブリッドパネルからのDNAのサザン分析により、Thompsonら（1989）は、ERCC2（126340）がXRCC1に対して遠位にあり、ERCC1（126380）と同じ領域、すなわち19q13.2-q13.3にあるが異なるMluIマクロ制限断片上にあると結論づけた。 チャイニーズハムスター染色体を含むハイブリッドクローンパネルを用いた同様の実験から、3つの修復遺伝子のハムスターホモログは、チャイニーズハムスター染色体9上の高度に保存された連鎖群の一部であることが示された。 CHO細胞におけるハムスター第9染色体の半接合性は、CHO細胞においてこれら3つの遺伝子に遺伝的劣性突然変異が高い頻度で回復することを説明することができる。 Traskら(1993)は、蛍光in situハイブリダイゼーションにより、XRCC1遺伝子を19q13.2に割り当てている。

メタフェースのin situ hybridizationにより、Brookmanら（1994）はマウスのXrcc1遺伝子を第7染色体のA3-B2領域にマップした。

東インド系の47歳女性で常染色体劣性の脊髄小脳失調症-26（SCAR26；617633）において、Hochら（2017）はXRCC1遺伝子に複合ヘテロ変異を確認した（194360.0001と194360.0002）。 エクソームシーケンスで発見され、サンガーシーケンスで確認されたこの変異は、機能喪失と一致する有意なタンパク質レベルの減少をもたらすことが実証された。 患者細胞およびXRCC1ヌル細胞は、PARP1（173870）活性の上昇に起因するタンパク質ADP-リボシル化レベルの上昇を示しました。 これらの細胞変化は、XRCC1のパートナーであるPNKP（605610）に変異を持ち、重複する特徴を持つ運動失調症-オキュロモーティブ・アプラキシア4（AOA4；616267）を持つ患者に見られるものと同様であった。 その結果、ADP-リボースの増加がPARP1亢進のバイオマーカーであり、XRCC1の欠損によって生じる一本鎖DNA切断が修復されないことによって引き起こされる小脳失調症の原因であることが明らかになりました。 脳特異的Xrcc1欠損マウスを用いた研究（ANIMAL MODEL参照）により、PARP1を欠損させることで、一本鎖切断修復に影響がなくても、異常に増加したADP-リボースレベルを切除し、小脳の神経密度を高め、運動能力を改善させることが示されました。 Hochら（2017）は、PARP1が一本鎖DNA切断の未修復に伴う小脳失調症の治療薬のターゲットとなる可能性を示唆した。

Hoch et al.は、マウスにおけるXrcc1の生殖細胞欠損が胚性致死であることを指摘した。 脳のXrcc1遺伝子を条件付きで欠失させたマウスでは、小脳顆粒ニューロンのアポトーシスの増加、小脳介在ニューロンの数の減少、プルキンエ細胞の電気生理学的スパイク活性の低下を伴う小脳運動失調が認められた。 これらの変化は、小脳のADP-リボースレベルの上昇とParp1の過活性化に関連していた。 Parp1を欠損させると、一本鎖切断修復に影響を及ぼさないにもかかわらず、ADP-リボースの上昇、小脳の神経細胞密度の増加、運動能力の向上が見られた。 このデータから、Xrcc1による一本鎖切断修復がない場合、Parp1が過活性化し、小脳の神経細胞の損失や機能不全を引き起こすことが示された。