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Chemical approaches to understand the complex mechanism of nucleotide excision repair

Research Project

Project/Area Number 19H04265
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 63020:Radiation influence-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

MATSUNAGA Tsukasa  金沢大学, 薬学系, 教授 (60192340)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 若杉 光生  金沢大学, 薬学系, 准教授 (80345595)
後藤 享子  金沢大学, 薬学系, 准教授 (50180245)
猪部 学  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 教授 (10312414)
松浦 顕教  金沢大学, 薬学系, 博士研究員 (50836096)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywordsヌクレオチド除去修復 / ケミカルバイオロジー / 阻害剤 / タンパク質分解誘導剤 / 近位依存性ビオチン標識法 / 低分子化合物 / DNA損傷プローブ
Outline of Research at the Start

本研究では、2つの方向の「ケミカルアプローチ」から、細胞内NER反応の解明に迫ることを目指す。具体的には、① 最近我々が見出した3種類のNER阻害化合物の作用機序を早期に解明して、NER因子の調節機構に関する新規知見を得る。② 最近我々が開発した「DNA損傷プローブ」を利用して、細胞内の多段階NER過程をステップごとに切り分けて各中間体を単離し、それぞれに含まれるタンパク質とそれらの翻訳後修飾状態を明らかにする。未知のNER関連因子や修飾反応の発見が期待できるだけでなく、各ステップの情報をつなぎ合わせることで細胞内NER反応の流れを動的に理解できると期待される。

Outline of Final Research Achievements

To understand the complex mechanism of human nucleotide excision repair (NER), we have employed two types of chemical biology approaches. First of all, we have analyzed the molecular mechanism underlying the poly-ubiquitination reaction induced by a small-molecule ERCC1 degrader. We also revealed that other kinds of small-molecule NER inhibitor enhance the physical interaction between XPC and p62 subunit of TFIIH. Furthermore, we have successfully introduced a proximity-dependent biotin identification (BioID) method to isolate and analyze the intermediate protein-complexes at various steps of NER. Using this approach, we have identified some of known NER factors as well as novel proteins possibly involved in NER.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、これまでに同定した複数のNER阻害化合物の作用機序を概ね明らかにし、今後のNER研究で有用なツールになることを示すとともに、新たに導入したBioID法が画期的なNER解析技術となることを示した学術的意義は大きい。特に、両者を組み合わせることで、複雑な多段階NER反応のステップごとの中間複合体を単離・解析することができ、それらの情報をつなぎ合わせることでNERの動的メカニズムの理解につながる発展性はインパクトがあり、本研究成果の社会的意義は大きい。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Camptothecin compromises transcription recovery and cell survival against cisplatin and ultraviolet irradiation regardless of transcription-coupled nucleotide excision repair2022

    • Author(s)
      Sakasai Ryo、Wakasugi Mitsuo、Matsui Tadashi、Sunatani Yumi、Saijo Masafumi、Matsunaga Tsukasa、Iwabuchi Kuniyoshi
    • Journal Title

      DNA Repair

      Volume: 113 Pages: 103318-103318

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2022.103318

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mapping of the regions implicated in nuclear localization of multi-functional DNA repair endonuclease XPF-ERCC12022

    • Author(s)
      Akahori, R., Takamori, C., Wakasugi, M. and Matsunaga, T.
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: In press Issue: 5 Pages: 356-367

    • DOI

      10.1111/gtc.12932

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ヌクレオチド除去修復反応の翻訳後修飾による高次調節2022

    • Author(s)
      若杉 光生、松永 司
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 73 (2) Pages: 105-109

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      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] CD28 confers CD4+ T cells with resistance to cyclosporin A and tacrolimus but to different degrees.2021

    • Author(s)
      Kawai, H., Yagyu, F., Terada, A. et al.
    • Journal Title

      Asian Pac J Allergy Immunol.

      Volume: -

    • DOI

      10.12932/ap-270820-0949

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topoisomerase I-driven repair of UV-induced damage in NER-deficient cells2020

    • Author(s)
      Saha Liton Kumar、Wakasugi Mitsuo、Akter Salma、Prasad Rajendra、Wilson Samuel H.、Shimizu Naoto、Sasanuma Hiroyuki、Huang Shar-yin Naomi、Agama Keli、Pommier Yves、Matsunaga Tsukasa、Hirota Kouji、Iwai Shigenori、Nakazawa Yuka、Ogi Tomoo、Takeda Shunichi
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 117 Issue: 25 Pages: 14412-14420

    • DOI

      10.1073/pnas.1920165117

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    • Author(s)
      Ueda, M., Matsuura, K., Kawai, H., Wakasugi, M. and Matsunaga, T.
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 24 Issue: 4 Pages: 284-296

    • DOI

      10.1111/gtc.12674

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  • [Journal Article] PDIP38/PolDIP2 controls the DNA damage tolerance pathways by increasing the relative usage of translesion DNA synthesis over template switching.2019

    • Author(s)
      Tsuda M, Ogawa S, Ooka M, Kobayashi K, Hirota K, Wakasugi M, Matsunaga T, Sakuma T, Yamamoto T, Chikuma S, Sasanuma H, Debatisse M, Doherty AJ, Fuchs RP, Takeda S
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 14 Issue: 3 Pages: e0213383-e0213383

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0213383

    • NAID

      120006822506

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] DCAF7 is required for maintaining the cellular levels of ERCC1-XPF and nucleotide excision repair2019

    • Author(s)
      Kawara, H., Akahori, R., Wakasugi, M., Sancar, A., and Matsunaga, T
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun

      Volume: 519 Issue: 1 Pages: 204-210

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.08.147

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 紫外線誘発細胞死を防ぐ休止期固有のDNA損傷応答反応2021

    • Author(s)
      若杉光生、 宮口裕子、田中秀樹、武田莉紗、杉田恵理歌、山岸三恵、 石井利実、松永 司
    • Organizer
      第64回日本放射線影響学会(WS-2: 紫外線誘発DNA損傷修復の包括的理解へ向けて)
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    • Invited
  • [Presentation] 休止期のNERギャップ中間体から生じるDSBの生成と修復機構の解析2021

    • Author(s)
      若杉光生、武井莉紗、宮口裕子、山岸三恵、田中秀樹、杉田恵理歌、石井利実、松永 司
    • Organizer
      第26回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
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  • [Presentation] XPFの細胞内局在性に影響を及ぼす要因の解析2021

    • Author(s)
      赤堀 稜、高森千枝、若杉光生、松永 司
    • Organizer
      第26回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA修復因子XPFの細胞内局在に影響を及ぼす新たな要因2021

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      赤堀 稜、高森千枝、若杉光生、松永 司
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      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] カンプトテシンは、TC-NERとは独立して、DNA損傷後の転写の回復を阻害し、シスプラチンや紫外線に対する殺細胞効果を増強する2021

    • Author(s)
      逆井 良 、若杉光生、松井 理、砂谷優実 、西條將文、松永 司 、岩淵邦芳
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] スピロノラクトンで誘導されるXPB分解のメカニズム2019

    • Author(s)
      松永 司、若杉光生
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 低分子化合物で誘導されるNER因子分解反応のメカニズム2019

    • Author(s)
      松永 司、上田将信、松浦顕教、柳生知輝、小田桐周平、河合秀彦、若杉光生
    • Organizer
      第25回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
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  • [Presentation] ERCC1-XPFの新規相互作用因子DCAF7の機能解析2019

    • Author(s)
      赤堀 稜、川原弘明、若杉光生、Aziz Sancar、松永 司
    • Organizer
      第25回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 休止期のNER依存的な二次的DNA損傷に対する応答反応におけるCAF-1の関与2019

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      楠 拓真、松永 司、若杉光生
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      日本放射線影響学会第62回大会
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  • [Presentation] 休止期のNERギャップ中間体で生じるExo1プロセッシングとDSB生成の生物影響2019

    • Author(s)
      若杉光生、宮口裕子、田中秀樹、武田莉紗、楠 拓真、杉田恵理歌、山岸三恵、石井利実、松永 司
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会・ワークショップ「多様なDNA損傷応答機構のトランスアクション -ゲノム不安定性の病態解明と治療応用-」
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      https://www.p.kanazawa-u.ac.jp/~iden/index.html

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    • URL

      http://www.p.kanazawa-u.ac.jp/~iden/

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    • URL

      http://www.p.kanazawa-u.ac.jp/~iden/index.html

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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