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Analyses of molecular mechanisms of DNA damage tolerance in human cells

Research Project

Project/Area Number 20H04335
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 InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Masutani Chikahide  名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (40241252)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
KeywordsDNA損傷 / DNA損傷トレランス / 損傷乗り越えDNA複製 / RFWD3 / PCNA / ユビキチン / ユビキチン化 / DNAポリメラーゼ・イータ / 損傷乗り越えDNA合成
Outline of Research at the Start

細胞は、ゲノム上に未修復のDNA損傷を残したまま、DNA複製を継続・完了する、DNA損傷トレランスと総称される機構を備えている。ヒト細胞における主要な経路は、DNAポリメラーゼ・イータによる損傷乗り越えDNA合成(TLS: translesion synthesis)であり、その制御機構の解析を行う。DNA損傷トレランスは、DNA複製因子PCNAのモノ‐及びポリ‐ユビキチン化によって制御されるが、さらに、PCNAホモ3量体中の複数の分子が同時に修飾を受けるマルチ‐ユビキチン化により活性化される新経路を見出している。本計画では、この新経路に関わる分子を同定しその機能を解析する。

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated that cells have mechanisms to tolerate for illudin S-induced DNA lesions. Importantly, the tolerance required PCNA ubiquitination but independently of DNA polymerase eta. We found that DNA polymerase kappa and RFWD3 play crucial roles independently to each other, but both dependently on PCNA ubiquitination. We published "RFWD3 and translesion DNA polymerases contribute to PCNA modification-dependent DNA damage tolerance".

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

DNA 損傷トレランスはゲノム安定性の維持に重要なメカニズムである。一方で、DNA損傷による DNA 複製阻害を引き起こすことで細胞死を誘導する、シスプラチンのような抗がん剤に対しては、耐性に寄与するという側面があり、がん細胞の増殖に寄与する。従って、RFWD3 の DNA 損傷トレランスにおける詳細な機能を解析するとともに損傷乗り越えDNA合成との連携機構などを解明することにより、ゲノム安定性を維持するしくみだけなく、がん細胞の抗がん剤耐性のメカニズムの解明及びその克服法や、新たな抗がん戦略の構築につながることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] RFWD3 and translesion DNA polymerases contribute to PCNA modification dependent DNA damage tolerance2022

    • Author(s)
      Kanao Rie、Kawai Hidehiko、Taniguchi Toshiyasu、Takata Minoru、Masutani Chikahide
    • Journal Title

      Life Science Alliance

      Volume: 5 Issue: 12 Pages: e202201584-e202201584

    • DOI

      10.26508/lsa.202201584

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Acetaldehyde induces NER repairable mutagenic DNA lesions.2021

    • Author(s)
      Sonohara Y, Takatsuka R, Masutani C, Iwai S, Kuraoka I.
    • Journal Title

      Carcinogenesis

      Volume: 43 Issue: 1 Pages: 52-59

    • DOI

      10.1093/carcin/bgab087

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Analysis of PCNA ubiquitination-dependent DNA damage tolerance in human cells.2023

    • Author(s)
      Kanao, R. Kawai, H. Taniguchi, T. Takata, M., Masutani, C.
    • Organizer
      19th Ataxia-Telangiectasia workshop (ATW2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Responses of human DNA polymerases and AP endonucleases to HMCES- and thiazolidine-DNA adducts.2023

    • Author(s)
      Masuda, Y., Sugimoto, Y., Iwai, S., Miyake, Y., Kanao, R., Masutani, C.
    • Organizer
      The 19th Ataxia-Telangiectasia workshop (ATW2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PCNA ubiquitination-dependent DNA damage tolerance in human cells.2023

    • Author(s)
      金尾梨絵,益谷央豪.
    • Organizer
      第4回 CIBoGリトリート, 第5回名大医薬系3部局・岐阜薬科大学・岐阜大学G-CHAIN・ラクオリア創薬合同シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 紫外線とイルジンSで誘発されるDNA損傷によるDNA複製阻害を回避する機構の解析2023

    • Author(s)
      金尾梨絵,益谷央豪.
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Responses of DNA polymerases and AP endonucleases to thiazolidine-DNA adducts in humans.2022

    • Author(s)
      Masuda, Y., Sugimoto, Y., Iwai, S., Miyake, Y., Kanao, R., Masutani, C.
    • Organizer
      7th US-EU Conference on Endogenous DNA Damage and Repair
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RFWD3 and TLS polymerases play crucial roles in PCNA ubiquitination-dependent DNA damage tolerance in human cells2022

    • Author(s)
      Kanao, R. Kawai, H. Taniguchi, T. Takata, M., Masutani, C.
    • Organizer
      7th US-EU Conference on Endogenous DNA Damage and Repair
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RFWD3 mediates a crucial pathway of PCNA ubiquitination-dependent DNA damage tolerance in human cells.2022

    • Author(s)
      Kanao R., Kawai H., Taniguchi T., Takata M. Masutani C.
    • Organizer
      NIG International Symposium 2002. Chromosome Replication in the New Era; Old and New Questions in Life Science.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脱塩基部位のヒトDNA損傷トレランスと修復経路の解析2022

    • Author(s)
      増田雄司, 杉本陽平, 岩井成憲, 三宅ゆみ, 金尾梨絵, 益谷央豪.
    • Organizer
      日本放射線影響学会第65回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] RFWD3はヒト細胞において紫外線損傷のDNA損傷トレランスに関与する2022

    • Author(s)
      金尾梨絵, 益谷央豪.
    • Organizer
      日本放射線影響学会第65回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA脱塩基部位の新規損傷トレランス経路―HMCESクロスリンクの複製と修復経路に関する生化学的解析―2022

    • Author(s)
      杉本陽平,増田雄司,益谷央豪
    • Organizer
      変異機構研究会・第33回夏の学校
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] RFWD3とDNAポリメラーゼ・イータはPCNAのユビキチン化依存的に紫外線損傷のDNA損傷トレランスに関与する2022

    • Author(s)
      金尾梨絵,益谷央豪
    • Organizer
      日本分子生物学会第45回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト細胞におけるPCNA のユビキチン化に依存するDNA損傷トレランスの解析2022

    • Author(s)
      金尾梨絵,益谷央豪
    • Organizer
      第40回染色体ワークショップ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA脱塩基部位-HMCESクロスリンクの複製と修復経路に関する生化学的解析2022

    • Author(s)
      杉本陽平,増田雄司,益谷央豪
    • Organizer
      第12回名古屋大学医学系研究科・生理学研究所合同シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA付加体を形成するセスキテルペン化合物イルジンSを用いたDNA損傷トレランスの解析2022

    • Author(s)
      金尾梨絵,益谷央豪
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] PCNAのユビキチン化によって制御されるヒト細胞の新規DNA損傷トレランス経路の検出2021

    • Author(s)
      益谷央豪,金尾梨絵,河合秀彦,谷口俊恭,高田穣
    • Organizer
      日本放射線影響学会第64回大会 放生研シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒト細胞においてRFWD3はPCNAの翻訳後修復依存的なDNA損傷トレランスに関与する2021

    • Author(s)
      金尾梨絵, 河合秀彦, 谷口俊恭, 高田穣, 益谷央豪
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脱塩基部位のDNA損傷トレランス経路に関するタンパク質因子群の生化学的解析2021

    • Author(s)
      杉本陽平,増田雄司,益谷央豪
    • Organizer
      日本遺伝学会93回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] イルジンSで生じるDNA損傷に対するヒト細胞におけるDNA損傷トレランスの解析2021

    • Author(s)
      金尾梨絵,益谷央豪
    • Organizer
      日本放射線影響学会第64回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱塩基部位-HMCESクロスリンクにおけるDNA損傷トレランス経路の生化学的解析2021

    • Author(s)
      杉本陽平,増田雄司,益谷央豪
    • Organizer
      第26回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA損傷応答を制御するユビキチンリガーゼRFWD3の生化学的解析2021

    • Author(s)
      増田雄司,汪佳.益谷央豪
    • 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] ヒト細胞におけるユビキチン化PCNAに依存するDNA損傷トレランスの解析2021

    • Author(s)
      金尾梨絵,益谷央豪
    • 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] 脱塩基部位を標的として機能するタンパク質因子群のDNA損傷トレランス経路における役割2021

    • Author(s)
      杉本陽平,増田雄司,益谷央豪
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会,第50回記念大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト細胞におけるPCNA のユビキチン化依存的なDNA損傷トレランスの解析2021

    • Author(s)
      金尾梨絵,益谷央豪
    • Organizer
      第39回染色体ワークショップ・第20回核ダイナミクス研究会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト細胞のDNA損傷トレランス~ゲノム上にDNA損傷を残したまま複製するメカニズム~2021

    • Author(s)
      益谷央豪、金尾梨絵、増田雄司
    • Organizer
      第14回エピジェネティクス研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒト細胞におけるDNAポリメラーゼ・イータの制御機構の解析2020

    • Author(s)
      金尾梨絵、増田雄司、益谷央豪
    • Organizer
      日本放射線影響学会第63回大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト損傷乗り越えDNAポリメラーゼηとPCNAとの相互作用2020

    • Author(s)
      増田雄司、益谷央豪
    • Organizer
      日本遺伝学会92回大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト細胞のDNA損傷トレランス2020

    • Author(s)
      益谷央豪
    • Organizer
      第10回名古屋大学医学系研究科・生理学研究所合同シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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