Cellular responses to DNA double-strand breaks caused by transcription stress
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21K12245
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63020:Radiation influence-related
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| Research Institution | Kanazawa Medical University |
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Principal Investigator |
逆井 良 金沢医科大学, 医学部, 准教授 (10549950)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西 良太郎 東京工科大学, 応用生物学部, 准教授 (80446525)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | DNA二本鎖切断 / 転写 / カンプトテシン / DNAトポイソメラーゼ / 転写ストレス |
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| Outline of Research at the Start |
抗がん剤であるカンプトテシン（CPT）は、DNAトポイソメラーゼI（Top1）の異常な反応中間体をDNA上に蓄積させる。CPTは癌細胞も殺すが、副作用として神経症状が知られており、Top1異常中間体による転写ストレスが関係していると考えられるが、詳細は不明である。我々は、転写ストレス時にDNAが切れることを報告したが、その切断機構および修復機構はわかっていない。本研究では、CPTによる転写ストレス時におけるDNAの切断・修復機構を明らかにし、転写ストレスに対する細胞応答の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAトポイソメラーゼI（Top1）の阻害剤であるカンプトテシン（CPT）で細胞を処理することで、Top1がDNAに共有結合したTop1-DNA protein crosslink（Top1-DPC）が蓄積する。Top1-DPCは転写を抑制し、転写と関連したDNA二本鎖切断（transcription-coupled DSB：tc-DSB）が生じることが分かっている。しかし、tc-DSBの発生・修復機序は不明である。我々はDNAヘリカーゼであるRecQL5がtc-DSBの発生を抑制することを見出しており、RecQL5の解析を中心に、tc-DSBの生成及び修復機構を解明することが本研究の目的である。
これまでの解析から、RecQL5のヘリカーゼ活性がtc-DSBの抑制に必須であることと、転写共役ヌクレオチド除去修復（TC-NER）の因子がtc-DSB生成に関わることが分かっており、RecQL5で解消されうるDNAの二次構造が原因で、TC-NER経路によりtc-DSBが誘導されると考えられる。Top1-DPCにより転写が停止した際に生じるDNAの二次構造として、DNA-RNA hybridを持つR-loopが考えられる。そこで、DNA-RNA hybrid構造を解消するRNaseH1を過剰発現する細胞で解析したところ、tc-DSB生成の抑制が見られた。また、TC-NER経路のヌクレアーゼであるXPF/XPGがtc-DSB生成に関与することも示唆された。さらに、RecQL5およびTC-NER因子は、それぞれ独立して転写停止部位にリクルートされることも示唆された。一方、tc-DSBの修復では、NHEJ経路の寄与が部分的であり、代替経路の存在が示唆されていた。そこで、NHEJ以外の経路を同定するために解析を進めているが、現在までのところ同定には至っていない。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
