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Molecular mechanisms for adapting to chronic UV exposure

Research Project

Project/Area Number 17K07290
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Molecular biology
Research InstitutionGakushuin University

Principal Investigator

Hishida Takashi  学習院大学, 理学部, 教授 (60335388)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
KeywordsDNA損傷 / 出芽酵母 / DNA相同組換え / 紫外線 / 酵母 / ヌクレオチド除去修復 / 倍数体 / DNA損傷トレランス / 遺伝学 / ゲノム
Outline of Final Research Achievements

UV-induced DNA lesions are a potential source of genome instability, which can increase the risk of cancer and induce premature aging in humans. Here, we examined growth and genome stability in NER-defective haploids (rad14 mutants) during chronic low-dose UV (CLUV) exposure, focusing on adaptive changes in fitness. We found that haploid rad14 mutants became diploid following CLUV, and evolved diploids were more resistant to CLUV than haploids. Strikingly, accumulation of single-stranded DNA gaps, but not UV-induced photoproducts, contributed to diploid cell fitness. Consistently, inter-homologue recombination involved in generating loss of heterozygosity (LOH) was increased in CLUV-exposed rad14 deletion diploids. These results demonstrate that HR plays an essential role in maintaining the proliferating potential in CLUV-exposed rad14 mutants, but results in a frequent outcome of LOH, both of which are a hallmark of cancer.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

遺伝情報物質であるDNAでは、様々なDNA損傷が常に起こっている。そのため、DNA修復機能の欠損はゲノム不安定性の増大を引き起こし、ヒトの発がんリスクを顕著に増加させることが知られている。本実験では、紫外線によるDNA損傷の修復に関与するヌクレオチド除去修復を欠損した酵母細胞を用いて紫外線ストレス耐性機能および染色体構造に及ぼす影響を解析した。その結果、相同染色体間で起こる組換えがストレス耐性機能の向上とゲノム不安定性の増加というトレードオフの関係を生みだしていることが明らかになった。この結果は、DNA相同組換えが発がんの過程で重要な役割を果たしていることを示唆している。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Topological DNA binding of SMC-like RecN promotes RecA-mediated DNA double-strand break repair2019

    • Author(s)
      Keyamura, K., Hishida, T.
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 413-413

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0655-4

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Monitoring of DNA Replication and DNA Double Strand Breaks in Saccharomyces cerevisiae by Pulsed-Field Gel Electrophoresis2019

    • Author(s)
      Keyamura, K., Hishida, T.
    • Journal Title

      Methods Mol. Biol.

      Volume: 2119 Pages: 123-133

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0323-9_11

    • ISBN
      9781071603222, 9781071603239
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cyclin-dependent kinase modulates budding yeast Rad5 stability during cell cycle2018

    • Author(s)
      Hayashi Masafumi、Keyamura Kenji、Hishida Takashi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 13 Issue: 9 Pages: e0204680-e0204680

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0204680

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] DNA二本鎖切断修復における核様体動態制御機構の解析2019

    • Author(s)
      毛谷村賢司・仁木杏樹・菱田卓
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      2019 Annual Research Report
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      林匡史・吉田麻美・毛谷村賢司・菱田卓
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      仁木杏樹・毛谷村賢司・菱田卓
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      第25回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
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      芝田眞菜・毛谷村賢司・菱田卓
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      第91回日本遺伝学会
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      菱田卓
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      第90回日本遺伝学会
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      第90回日本遺伝学会
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      芝田眞菜
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      第90回日本遺伝学会
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      桶谷 浩之
    • Organizer
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  • [Presentation] Phosphorylation of Rad5 regulates Rad5 stability during cell cycle in Saccharomyces cerevisiae2018

    • Author(s)
      Mafumi Hayashi
    • Organizer
      3R & 3C Symposium
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゲノムDNAの切断修復に関与するRecNタンパク質の機能解析2017

    • Author(s)
      毛谷村賢司
    • Organizer
      第14回21世紀大腸菌研究会
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    • Author(s)
      毛谷村賢司
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    • Author(s)
      田中紫苑
    • Organizer
      第89回日本遺伝学会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ゲノムDNAの切断修復に関与する大腸菌由来RecNの機能解析2017

    • Author(s)
      毛谷村賢司
    • Organizer
      第24回DNA複製・組換え修復ワークショップ
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] DNA損傷ストレス応答を制御するヌクレオソーム機能の解析2017

    • Author(s)
      林匡史
    • Organizer
      第24回DNA複製・組換え修復ワークショップ
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] DNA相同組換え修復の制御機構に関する研究2017

    • Author(s)
      毛谷村賢司
    • Organizer
      分子生物薬学研究会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 倍数体化による紫外線ストレス耐性獲得の分子メカニズム2017

    • Author(s)
      菱田 卓
    • Organizer
      ConBio2017
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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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