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Analysis of the novel DNA damage tolerance pathway regulated by PCNA ubiquitination

Research Project

Project/Area Number 21K12238
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 63020:Radiation influence-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Kanao Rie  名古屋大学, 環境医学研究所, 助教 (30542287)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsDNA損傷トレランス / DNA損傷 / DNA複製 / ユビキチン / イルジンS / 損傷乗り越えDNA合成 / ユビキチン化 / PCNA / DNA修復 / 損傷乗り越え複製
Outline of Research at the Start

細胞が増殖するためには細胞分裂に先立ち、ゲノムDNAをコピーするDNA複製が必要であるが、放射線、紫外線、化学物質などにより生じたDNA上の損傷はDNA複製の妨げとなる。細胞にはDNA損傷が生じても複製を継続するためのDNA損傷トレランスと呼ばれるメカニズムが備わっているが、ヒト細胞において、その全容はまだ明らかになっていない。本研究はヒト細胞のDNA損傷トレランスのメカニズムを明らかにしようとするものである。

Outline of Final Research Achievements

In this study, I analyzed DNA damage tolerance in human cells using the natural sesquiterpene compound illudin S. I showed that the ubiquitin E3 ligase RFWD3 contributes to the PCNA ubiquitination-dependent DNA damage tolerance pathway in response to illudin S-induced DNA damage. The E3 ubiquitin ligase activity of RFWD3 and the interaction of RFWD3 with RPA were important for DNA damage tolerance. I also showed that RFWD3 contributes to DNA damage tolerance for UV-induced DNA damage. RFWD3 had a role independent of DNA lesion-specific TLS polymerases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

DNA損傷トレランスはDNA複製の阻害を解消することで複製の破綻を防ぎ、ゲノム安定性に寄与している。しかし、がん化した細胞では複製を進行させ、増殖に貢献する側面がある。また、抗がん剤の耐性への寄与も知られている。DNA損傷トレランスのメカニズムを明らかにすることは、ゲノム不安定化と細胞のがん化の関係やがん細胞の増殖の理解に貢献し、新たな抗がん剤開発につながることが期待される。本研究の成果により、ヒト細胞のDNA損傷トレランスのこれまで明らかになっていない経路について新たな知見が得られたことで、DNA損傷応答研究の進展に貢献した。また、がん研究の発展にもつながるものである。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Novel mechanisms for the removal of strong replication-blocking HMCES- and thiazolidine-DNA adducts in humans2023

    • Author(s)
      Sugimoto Yohei、Masuda Yuji、Iwai Shigenori、Miyake Yumi、Kanao Rie、Masutani Chikahide
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 51 Issue: 10 Pages: 4959-4981

    • DOI

      10.1093/nar/gkad246

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ユビキチンリガーゼRFWD3はヒト細胞のDNA損傷トレランスで重要な役割を果たす2024

    • Author(s)
      金尾梨絵、益谷央豪
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] PCNAのユビキチン化に依存するDNA損傷トレランスの解析2023

    • Author(s)
      金尾梨絵、増田雄司、益谷央豪
    • Organizer
      第27回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト細胞のDNA損傷トレランスにおけるRFWD3の機能解析2023

    • Author(s)
      金尾梨絵、益谷央豪
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA損傷トレランスにおけるRFWD3の機能解析2023

    • 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66回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト細胞におけるRFWD3の関与するDNA損傷トレランス経路の解析2023

    • Author(s)
      金尾梨絵、増田雄司、益谷央豪
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of PCNA ubiquitination-dependent DNA damage tolerance in human cells2023

    • Author(s)
      Rie Kanao, Hidehiko Kawai, Toshiyasu Taniguchi, Minoru Takata, ChikahideMasutani
    • Organizer
      19th Ataxia-Telangiectasia workshop (ATW2023)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [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
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      2022 Research-status 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 Research-status Report
  • [Presentation] RFWD3 and TLS polymerases play crucial roles in PCNA ubiquitination-dependent DNA damage tolerance in human cells2022

    • Author(s)
      Rie Kanao, Hidehiko Kawai, Toshiyasu Taniguchi, Minoru Takata, ChikahideMasutani
    • Organizer
      7th US-EU Conference on Endogenous DNA Damage and Repair
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RFWD3 mediates a crucial pathway of PCNA ubiquitination-dependent DNA damage tolerance in human cells2022

    • Author(s)
      Rie Kanao, Hidehiko Kawai, Toshiyasu Taniguchi, Minoru Takata, ChikahideMasutani
    • Organizer
      NIG International Symposium 2002. Chromosome Replication in the New Era; Old and New Questions in Life Science
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [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 Research-status 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
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 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 Research-status 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 Research-status 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
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [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 Research-status Report
    • Invited
  • [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
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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