Molecular network that regulates pairing between DNA double-strand breaks

• Project/Area Number: 18K11645
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63020:Radiation influence-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: YAMAUCHI Motohiro 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (60437910)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: Chromosome rearrangement / DNA二本鎖切断 / ユークロマチン / ヘテロクロマチン / DNA double-strand break / 修復 / ペアリング / 放射線

Outline of Final Research Achievements

Chromosome rearrangement (CR) is a genomic alteration caused by radiation exposure. The mechanisms which produce or suppress CR remains poorly understood. CR is generated via misrejoining between two DNA double-strand breaks (DSBs) occurring different genomic locations. Therefore, CR requires “DSB pairing”, which means that two DSBs move and come in close proximity. I already identified four factors regulating DSB pairing (Yamauchi et al. Sci. Rep. 2017). This study revealed two more factors, KAP-1 and CHD3, affected the frequency of DSB pairing.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Chromosome rearrangement（CR）はがんや白血病、リンパ腫その他、様々な疾患で高頻度に見られるゲノム変化である。またCRは遺伝子融合を引き起こすこともあり、生成した融合遺伝子はがんや造血器腫瘍のドライバーとなることが分かっている。しかしながら、CRの生成・生成抑制機構はこれまでよくわかっていなかった。本研究ではCR生成の必須ステップであるDSBペアリングを制御する2つの因子を同定した。またDSBができるゲノム内の領域によってDSBペアリングの頻度が異なることも明らかにした。これらの発見は、CRの生成メカニズムのより深い理解につながるものと考えている。

Research Products

• [Journal Article] RNF8 promotes high linear energy transfer carbon-ion-induced DNA double-stranded break repair in serum-starved human cells (2020)
  • Author(s): Nakajima Nakako Izumi、Yamauchi Motohiro、Kakoti Sangeeta、Cuihua Liu、Kato Reona、Permata Tiara Bunga Mayang、Iijima Moito、Yajima Hirohiko、Yasuhara Takaaki、Yamada Shigeru、Hasegawa Sumitaka、Shibata Atsushi
  • Journal Title: DNA Repair Volume: 91-92 Pages: 102872-102872
  • DOI: 10.1016/j.dnarep.2020.102872
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 放射線被ばくで生じたDNA損傷を正確に修復する分子メカニズム (2020)
  • Author(s): 山内基弘、平川美弥子、松田尚樹
  • Organizer: 日本放射線安全管理学会
• [Presentation] DNA二本鎖切断の相同組換え修復におけるBRCA1とスプライシング因子SART1の協調的働き (2019)
  • Author(s): 山内基弘、柴田淳史、鈴木啓司、宮川清
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術大会
• [Presentation] スプライシング因子SART1がDNA二本鎖切断の相同組換え修復を促進するメカニズム (2019)
  • Author(s): 山内基弘、柴田淳史、加藤玲於奈、安原崇哲、平川美弥子、ハンムームー、宮川清、鈴木啓司、松田尚樹
  • Organizer: 日本放射線影響学会第62回大会
• [Presentation] DNA二本鎖切断の相同組換え修復におけるスプライシング因子SART1とBRCA1の協調的働き (2019)
  • Author(s): 山内基弘、柴田淳史、安原崇哲、加藤玲於奈、平川美弥子、Moe Moe Han、宮川清、鈴木啓司、松田尚樹
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Pre-mRNA splicing factor SART1 facilitates homologous recombination repair by recruiting BRCA1 to DNA double-strand breaks. (2019)
  • Author(s): Motohiro Yamauchi, Atsushi Shibata, Takaaki Yasuhara, Yoshihiko Hagiwara, Miyako Hirakawa, Aizhan Shakayeva, Moe Moe Han, Keiji Suzuki, Naoki Matsuda.
  • Organizer: The 3rd International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] DNA二本鎖切断の相同組換え修復におけるBRCA1とスプライシング因子SART1の関係 (2018)
  • Author(s): 山内基弘、柴田淳史、安原崇哲、萩原慶彦、平川美弥子、ハンムームー、鈴木啓司、松田尚樹
  • Organizer: 日本放射線影響学会第61回大会
• [Presentation] The role of splicing factor SART1 in DNA double-strand break repair by homologous recombination. (2018)
  • Author(s): Aizhan Shakayeva, Motohiro Yamauchi, Miyako Hirakawa, Naoki Matsuda
  • Organizer: The 14th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring.
  • Int'l Joint Research