ゲノム修復における動的クロマチン構造変換

• 研究領域: 動的クロマチン構造と機能
• 研究課題/領域番号: 26116514
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 田代 聡 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (20243610)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円); 2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: 細胞核高次構造 / 相同組換え修復 / RAD51 / クロマチンドメイン

研究実績の概要

本研究では、分子細胞生物学的手法を用いてRAD51が集積する束状核内領域がHR factoryである可能性を検証する。ついで、HR factoryの構築メカニズムを解明するために、束状領域に集積しないRAD51変異体を用いたクロマチン構造関連因子を中心としたインタラクトーム解析を行う。これらの研究を通して、ゲノム修復における動的クロマチン構造の生物学的意義の解明に取り組む。平成26年度は、RAD51集積束状領域とRAD51タンパク質の動態解析を行い、ゲノム損傷が誘導された束状領域にはより多くのRAD51が集積してくることが明らかになった。さらに、束状領域と相同組換え修復のために形成された単鎖DNAとの局在関連解析を行い、ゲノム損傷誘導後に単鎖DNAがRAD51集積束状領域に形成されていることが確認され、束状領域で相同組換え修復が行われている可能性が示唆された。これらの知見を検証するために、平成27年度は超解像顕微鏡を用いたクロマチンドメイン、HR関連タンパク質と束状領域との局在関連解析を行い、相同組換え修復に関連するRPAなどのタンパク質が、RAD51集積束状領域に集積していることを確認した。興味深いことに、これらのタンパク質の集積は、クロマチンドメインの表面、あるいはクロマチン間領域に認められ、ゲノム修復の「場」と細胞核高次構造の関連の一端が明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ミュンヘン大学(ドイツ)
• [雑誌論文] Cytogenetic effects of radioiodine therapy: a 20-year follow-up study (2016)
  • 著者名/発表者名: Livingston GK, Khvostunov IK, Gregoire E, Barquinero JF, Shi L, Tashiro S.
  • 雑誌名: Radiate Environ Biophys. 巻: 55 号: 2 ページ: 201-213
  • DOI: 10.1007/s00411-016-0647-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Enhanced gefitinib-induced repression of the epidermal growth factor receptor pathway by ataxia telangiectasia-mutated kinase inhibition in non-small-cell lung cancer cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Misumi K, Sun J, Kinomura A, Miyata Y, Okada M, Tashiro S.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 107 号: 4 ページ: 444-451
  • DOI: 10.1111/cas.12899
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relaxed Chromatin Formation and Weak Suppression of Homologous Pairing by the Testis-Specific Linker Histone H1T. (2016)
  • 著者名/発表者名: Machida S, Hayashida R, Takaku M, Fukuto A, Sun J, Kinomura A, Tashiro S, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: Biochemistry. 巻: 55 号: 4 ページ: 637-646
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.5b01126
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Common Variant Near HEY2 Has a Protective Effect on Ventricular Fibrillation Occurrence in Brugada Syndrome by Regulating the Repolarization Current. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakano Y, Ochi H, Onohara Y, Toshishige M, Tokuyama T, Matsumura H, Kawazoe H, Tomomori S, Sairaku A, Watanabe Y, Ikenaga H, Motoda C, Suenari K, Hayashida Y, Miki D, Oda N, Kishimoto S, Oda N, Yoshida Y, Tashiro S, Chayama K, Kihara Y.
  • 雑誌名: Circ Arrhythm Electrophysiol. 巻: 9(1) 号: 1
  • DOI: 10.1161/circep.115.003436
  • 査読あり
• [雑誌論文] hCAS/CSE1L regulates RAD51 distribution and focus formation for homologous recombinational repair (2015)
  • 著者名/発表者名: 1.Okimoto S, Sun J, Fukuto A, Horikoshi Y, Matsuda S, Matsuda T, Ikura M, Ikura T, Machida S, Kurumizaka H, Miyamoto Y, Oka M, Yoneda Y, Kiuchi Y, Tashiro S.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 20 号: 9 ページ: 681-94
  • DOI: 10.1111/gtc.12262
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of homologous recombinational repair by lamin B1 in radiation-induced DNA damage.ional repair by lamin B1 in radiation-induced DNA damage. (2015)
  • 著者名/発表者名: Liu NA, Sun J, Kono K, Horikoshi Y, Ikura T, Tong X, Haraguchi T, Tashiro S.
  • 雑誌名: FASEB J 巻: 29 ページ: 2514-2525
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of homologous recombinational repair by lamin B1 in radiation-induced DNA damage. (2015)
  • 著者名/発表者名: Liu NA
  • 雑誌名: FASEB J 巻: 29 ページ: 1-13
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nap1 stimulates homologous recombination by RAD51 and RAD54 in higher-ordered chromatin containing histone H1. (2014)
  • 著者名/発表者名: Machida, S., Takaku, M., Ikura, M., Sun, J., Suzuki, H., Kobayashi, W., Kinomura, A., Osakabe, A., Tachiwana, H., Horikoshi, Y., Fukuto, A., Matsuda, R., Ura, K., Tashiro, S., Ikura, T., and Kurumizaka, H.
  • 雑誌名: Scientific Rep. 巻: 4 号: 1 ページ: 4863-4863
  • DOI: 10.1038/srep04863
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reorganization of Damaged Chromatin by the Exchange of Histone Variant H2A.Z-2. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishibuchi I
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys. 巻: 89 号: 4 ページ: 736-744
  • DOI: 10.1016/j.ijrobp.2014.03.031
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Smoking cessation reverses DNA double-strand breaks in human mononuclear cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishida M
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 8 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0103993
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The transcription repressors Bach2 and Bach1 promote B cell development by repressing myeloid program. (2014)
  • 著者名/発表者名: Itoh-Nakadai A, Hikota R, Muto A, Kometani K, Matsui-Watanabe M, Sato Y, Kobayashi M, Nakamura A, Miura Y, Yano Y, Tashiro S, Sun J, Ikawa T, Ochiai K, Kurosaki T, and Igarashi K.
  • 雑誌名: Nature Immunol. 巻: 15 号: 12 ページ: 1171-1180
  • DOI: 10.1038/ni.3024
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] CT scan-induced DNA damage in children measured using molecular markers and nanoscope technology, (2016)
  • 著者名/発表者名: Tashiro S.
  • 学会等名: 14th International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2016-03-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 放射線誘発核内ドメインの構造構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田代 聡
  • 学会等名: 第38回 日本分子生物学会年会・ 第88回 日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] Regulation of DNA repair and Nuclear Lamina (2015)
  • 著者名/発表者名: Tashiro S.
  • 学会等名: International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
  • 発表場所: 淡路市
  • 年月日: 2015-08-25
  • 国際学会
• [学会発表] Nuclear Topography of homologous recombinational repair (2015)
  • 著者名/発表者名: Tashiro S.
  • 学会等名: 15th International Congress of Radiation Research (ICRR 2015)
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2015-05-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Biological Estimation of the DNA Damage Induced by CT Scan. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tashiro S.
  • 学会等名: 15th International Congress of Radiation Research (ICRR 2015)
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2015-05-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 放射線によるゲノム損傷と修復 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田代 聡
  • 学会等名: 広島医学会総会シンポジウム
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2014-11-09
• [学会発表] 染色体ストレス応答の再構成と複合システムとしての理解 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田代 聡
  • 学会等名: 第87回 日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2014-10-15
• [学会発表] 医療放射線被ばくによるゲノム損傷評価法の確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田代 聡
  • 学会等名: 日本放射線影響学会 第57回大会 シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 2014-10-03
• [学会発表] 相同組換え修復における損傷クロマチン動態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田代 聡
  • 学会等名: 第52回 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] Nuclear topography of homologous recombinational repair (2014)
  • 著者名/発表者名: Tashiro S
  • 学会等名: Cold Spring Harbor meeting
  • 発表場所: ニューヨーク（アメリカ）
  • 年月日: 2014-08-23 – 2014-08-26
• [備考] 細胞修復制御研究分野 原爆放射線医科学研究所 広島大学
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/cellbio/