ヒトrDNAのDNA複製様式の解析によるゲノム不安定性原因メカニズムの解明

• Project/Area Number: 17K07497
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Genetics/Chromosome dynamics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 赤松 由布子 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (50381661)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: リボソームRNA遺伝子 / DNA複製 / ゲノム不安定性 / 癌

Outline of Annual Research Achievements

ヒトゲノム中に数百コピー存在するリボソームRNA(rRNA)遺伝子(rDNA)には、複数種類の「DNA複製阻害配列・領域」が存在する。また、ヒトのガン組織や細胞では実際にrDNAの不安定性が観察されており、DNA複製とゲノム不安定性の関係性は興味深い。rDNAに存在する「DNA複製阻害配列・領域」のゲノム不安定性への影響を調べるために、これらの配列をヒト細胞内でDNA複製可能なプラスミド上にクローニングし、増殖中の細胞内でプラスミドの維持率を解析するアッセイを行った。先ず、rRNAコーディング領域の下流に存在するReplication fork barrier (RFB)の配列についてアッセイを行ったところ、DNA二次元電気泳動法でDNA複製の進行阻害は観察されるものの、プラスミドの維持率はコントロールプラスミドと同程度であった。このことはRFBで起こるDNA複製進行阻害は不安定性に直結する訳ではないことを示唆している。次にrRNAのプロモーター領域を含む上流配列をプラスミド上にクローニングしてアッセイを行ったところ、rRNAの転写がDNA複製と同じ方向で起こる場合にはプラスミド維持率はコントロールプラスミドと同程度であったが、転写とDNA複製が向かい合う方向から起こる場合には細胞内のプラスミドの複製が低下していた。またのこの低下は、転写の活性に依存していた。従って、rRNA転写とDNA複製との正面衝突は、複製を阻害して不安定性の原因になることを示唆している。