相同組換えの正確性制御メカニズムの試験管内再構成による解明
| Project/Area Number |
22K15036
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43010:Molecular biology-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
河添 好孝 九州大学, 理学研究院, 助教 (60805422)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 相同組換え / ミスマッチ修復 / DNA二重鎖切断修復 / 一本鎖アニーリング / 試験管内再構成 / ツメガエル卵抽出液 / Homology-directed repair |
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| Outline of Research at the Start |
相同組換えは、塩基配列の相同性を利用してDNA二重鎖切断損傷を正確に修復する、遺伝情報の安定維持に必須の修復経路である。しかしながら、細胞内には多くの類似配列が存在し、それら配列間での組換えは細胞のがん化や遺伝病の原因となる。類似配列間での誤った組換えは中間体上にミスマッチ塩基を生じ、これにミスマッチ修復（MMR）機構が応答する。本研究では、MMR機構によって誘導される誤った組換えを抑制する反応（抗組換え反応）とミスマッチ塩基を修正する反応を精製タンパク質を用いて試験管内再構成することで、それら２つの反応を制御するメカニズムと抗組換え反応の分子メカニズムの理解を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
相同組換えは重篤な遺伝情報損傷であるDNA二重鎖切断（DSB）損傷を修復する、重要なDNA修復機構である。相同組換えは、塩基配列の相同性を利用して、損傷のない染色体から遺伝情報をコピーすることで修復を進める。しかしながら、生体内には多くの類似配列が存在しており、それら配列は誤った組換え反応を誘発し、細胞のがん化や遺伝病の原因となる。類似配列間で誤った組換えが生じると、組換え中間体上にミスマッチ塩基が生じ、これにミスマッチ修復（MMR）機構が応答する。MMR機構は、誤って生じた組換え中間体を解消する反応と中間体上のミスマッチ塩基を修正する反応を制御しながら、状況に応じた適切なDSBの修復に寄与していると考えられている。しかしながら、ミスマッチの認識後に、それぞれの反応が制御されるメカニズムはわかっていない。
本研究では、MMR機構が制御する二つの反応について、精製タンパク質を用いた試験管内再構成系の構築を行うことで、相同組換えの正確性を制御するメカニズムの理解を目指した。これまでに、研究室の予備的知見や過去の知見から反応再構成に必要と予測される、全ての因子を精製し、その活性を確認した。次に、相同配列間、類似配列間での組換え反応を試験管内で再構成した。さらに、誤った配列間での組換え中間体の解消反応やミスマッチ塩基の修正反応に対しても部分的な再構成を行なった。反応効率を改善させることが早急に求められるが、今後は、すべての反応を組み合わせることでミスマッチ認識後の反応を再構成し、反応の詳細を明らかにしていく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
