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The Role of Bloom Syndrome Protein BLM in Maintenance of Genome Stability

Research Project

Project/Area Number 20J13601
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 63020:Radiation influence-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

塚田 海馬  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
KeywordsBloom症候群 / BLM / DNA損傷応答 / DNA損傷修復 / タンパク質-タンパク質相互作用 / BLM遺伝子
Outline of Research at the Start

ヒトの細胞内に存在するDNAは常に様々なストレスに由来したDNA損傷に晒されている。それに対して細胞は、これらのDNA損傷を迅速に認識・正確に修復することでゲノム安定性(遺伝情報)を保ち、がんや遺伝病の発生を防いでいる。
本研究では、免疫不全や光過敏症、そして若年性発がんなどを呈する難治性遺伝疾患Bloom症候群の原因遺伝子であるBLMに着目し、如何にしてBLMが細胞のゲノム安定性を保つのか、その分子メカニズムを解明する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、“光過敏症、低身長症や若年性発がんを引き起こす常染色体劣性遺伝病Bloom症候群の原因遺伝子BLMが細胞のゲノム安定性維持に関わるメカニズムを解明すること”を目的としている。
採用1年目では、BLMと他タンパク質の結合に着目し実験を行った。特に、“BLMと一本鎖DNA結合タンパク質RPAの結合に着目し、その結合が担うゲノム安定性維持の分子メカニズムを解明すること”を目的として、英国オックスフォード大学のAndrew Blackford博士と共同で実験を行った。BLMのRPAとの相互作用を介したDNA複製異常時の応答機構に関する成果をNature Communications誌に筆頭著者の一人として発表している。
採用2年目では、“BLMの二量体化能の役割”、“BLMと家族性乳がん原因遺伝子BRCA1との関係”という2点に着目して実験を行った。
BLMの二量体化能に関しては、豪州セントヴィンセント医学研究所のAndrew Deans博士、英国オックスフォード大学のAndrew Blackford博士と共同で実験を行った。その結果、BLMの二量体化能が細胞内でBLMが姉妹染色分体交換を抑制し、細胞が生存するために必要であることを明らかにし、Proceedings of the National Academy of Sciences誌に共著者の一人として研究成果を発表している。
BLMとBRCA1との関係に関しては、BLM-BRCA1が合成致死の関係であることを見出し、BLMがBRCA1変異がんの治療における有用な分子標的となり得ることを明らかにした。現在、合成致死が生じる分子メカニズムの解析をAndrew Blackford博士と共同で行なっている。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Oxford/Francis Crick Institute(英国)

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  • [Int'l Joint Research] セントヴィンセント医学研究所/University of Melbourne(オーストラリア)

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  • [Int'l Joint Research] Mahidol University(タイ)

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  • [Int'l Joint Research] SPC Government College(インド)

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  • [Int'l Joint Research] オックスフォード大学(英国)

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  • [Int'l Joint Research] Yale University(米国)

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  • [Journal Article] Mechanism of Bloom syndrome complex assembly required for double Holliday junction dissolution and genome stability2022

    • Author(s)
      Hodson Charlotte、Low Jason、van Twest Sylvie、Jones Samuel、Swuec Paolo、Murphy Vincent、Tsukada Kaima、Fawkes Matthew、Bythell-Douglas Rohan、Davies Adelina、Holien Jessica、O’Rourke Julienne、Parker Benjamin、Glaser Astrid、Parker Michael、Mackay Joel、Blackford Andrew、Costa Alessandro、Deans Andrew
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 119 Issue: 6

    • DOI

      10.1073/pnas.2109093119

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phosphorylation of PNKP mediated by CDKs promotes end-processing of Okazaki fragments during DNA replication2021

    • Author(s)
      Tsukada K, Imamura R, Saikawa K, Saito M, Kase N, Miyake T, Ishiai M, Matsumoto Y, Shimada M
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2021.07.29.452278

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    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Functional analysis of XRCC4 mutations in reported microcephaly and growth defect patients in terms of radiosensitivity.2021

    • Author(s)
      Asa ADDC, Wanotayan R, Sharma MK, Tsukada K, Shimada M, Matsumoto Y.
    • Journal Title

      Journal of Radiation Research

      Volume: 62 Issue: 3 Pages: 380-389

    • DOI

      10.1093/jrr/rrab016

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Bloom syndrome complex senses RPA-coated single-stranded DNA to restart stalled replication forks2021

    • Author(s)
      Shorrocks Ann-Marie K.、Jones Samuel E.、Tsukada Kaima、Morrow Carl A.、Belblidia Zoulikha、Shen Johanna、Vendrell Iolanda、Fischer Roman、Kessler Benedikt M.、Blackford Andrew N.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20818-5

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Diminished or inversed dose-rate effect on clonogenic ability in Ku-deficient rodent cells.2021

    • Author(s)
      Tsuchiya H, Shimada M, Tsukada K, Meng Q, Kobayashi J, Matsumoto Y
    • Journal Title

      Journal of Radiation Research

      Volume: 62 Issue: 2 Pages: 198-205

    • DOI

      10.1093/jrr/rraa128

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The FHA domain of PNKP is essential for its recruitment to DNA damage sites and maintenance of genome stability2020

    • Author(s)
      Tsukada K, Shimada M, Imamura R, Saikawa K, Ishiai M, Matsumoto Y.
    • Journal Title

      Mutat Res.

      Volume: 822 Pages: 111727-111727

    • DOI

      10.1016/j.mrfmmm.2020.111727

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Linker region is required for efficient nuclear localization of polynucleotide kinase phosphatase.2020

    • Author(s)
      Tsukada K, Matsumoto Y, Shimada M.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 15 Issue: 9 Pages: e0239404-e0239404

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0239404

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNA複製中の岡崎フラグメント成熟におけるDNA修復酵素PNKPの役割2021

    • Author(s)
      塚田 海馬, 今村 力也, 齋藤 瑞樹, 島田 幹男, 石合 正道, 松本 義久
    • Organizer
      日本放射線影響学会第64回大会
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  • [Presentation] The DNA Damage Response and its Importance in Human Health2021

    • Author(s)
      塚田海馬
    • Organizer
      富山高等専門学校 研究推進フォーラム2021
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 蛍光ライブセルイメージングを用いたDNA修復酵素PNKPの制御メカニズム解析2020

    • Author(s)
      塚田 海馬, 今村 力也, 島田 幹男, 石合 正道, 松本 義久
    • Organizer
      日本放射線影響学会 第63回大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA修復酵素PNKP欠損細胞の樹立とDNA損傷・複製ストレスにおける機能解析2020

    • Author(s)
      Rikiya Imamura, Kaima Tsukada, Kotaro Saikawa, Mikio Shimada, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      日本放射線影響学会 第63回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA修復酵素PNKPの天然変性領域が担う細胞安定性における役割2020

    • Author(s)
      齋川 昴太郎, 塚田 海馬, 今村 力也, 島田 幹男, 松本 義久
    • Organizer
      日本放射線影響学会 第63回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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