Development of methodology for monitoring DNA repair process in living cells using a super-resolution microscope

Research Project

Project/Area Number	18K19848
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
Research Institution	Ibaraki University
Principal Investigator	Nakamura Asako 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (70609601)
Project Period (FY)	2018-06-29 – 2021-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000) Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000) Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords	DNA損傷 / H2AX / 超解像度顕微鏡 / リアルタイムイメージング / 超解像度位相差顕微鏡
Outline of Final Research Achievements	The purpose of this research plan is to develop a method that can monitor intra-cellular localization of post-translational modified proteins in living cells. In brief, we focused on the phosphorylated histone H2AX protein (g-H2AX), which is a marker of DNA double-strand break. We aimed to develop real-time imaging of γ-H2AX by using the novel ultra-resolution wide-field laser phase-contrast microscope and to clear the spatial detailed mechanism of induction of DNA damage and its repair process.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	これまでに見ることが出来なかったDNA損傷の発生とその修復過程をリアルタイムにイメージングする手法を確立するものである。傷周辺のヒストン修飾に着目していることから、これまでのように傷に局在する修復タンパク質の挙動をイメージングするのとは全くことなり、傷そのもののダイナミクスをとらえることが可能となる。本研究成果は、DNAに生じた傷の「質」を明確にし、生物影響を理解するための一助となると考えられる。