染色体ストレス応答におけるクロマチンリモデリング因子の役割

• Project Area: Coupling of replication, repair and transcription, and their common mechanism of chromatin remodeling
• Project/Area Number: 23131505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 石合 正道 京都大学, 放射線生物研究センター, 准教授 (90298844)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000); Fiscal Year 2012: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2011: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
• Keywords: クロマチン / DNA修復 / ファンコニ貧血 / ヒストンシャペロン / FANCD2 / ヒストン / シグナル伝達 / 癌 / 蛋白質

Outline of Annual Research Achievements

ファンコニ貧血（FA）の原因遺伝子群の構成するFA経路は、DNAクロスリンク（ICL）修復と染色体ストレス応答に必須の役割を果たす。本研究課題では、FA経路とクロマチン制御因子がカップリングする可能性を想定し、以下の研究を行った。

１）FA経路の中心タンパク質FANCD2のヒストンシャペロン活性の検討。詳細な表現型解析により、昨年度同定した点突然変異体（RK変異体）を含め、これまで分離したFANCD2 C末端領域のヒストンシャペロン変異体は、いずれも同時にFANCD2のモノユビキチン化が抑制されることが判明した。このため、FANCD2の機能分離変異体の単離を試みた。検討の結果、FANCD2が正常にモノユビキチン化され、ヒストンシャペロン活性が著減するヒトFA患者由来のFANCD2 R302W（トリではR305W）変異体を見いだした。その解析から、FANCD2のヒストンシャペロン活性は、クロマチン上で働くFANCD2の機能であること、また、この活性は直接クロマチンの動的変化を制御することが結論され、これらの成果を論文として発表した。

２）FA経路とクロマチンリモデリング複合体Swi/Snfとの機能連携の検討。ヒトHeLa細胞を用い、Swi/Snf複合体のBrg1, Brm, SNF5のsiRNAによるノックダウンを行い、細胞の表現型解析により直接的にFA経路との機能連携を検討した。いずれの細胞も、DNAダメージによるFANCD2モノユビキチン化は正常であり、ICL薬剤に対する感受性にも顕著な差はなかった。従ってICL修復においては、FA経路分子とSwi/Snf複合体の機能連携の寄与は大きくないと結論される。加えて、Brg1欠損細胞であるH1299細胞にBrg1を再発現させた細胞を構築し、両者を比較したが、優位な差は見られず、上のノックダウン実験の結論を支持する結果が得られた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] DNA robustly stimulates FANCD2 monoubiquitylation in the complex with FANCI (2012)
  • Author(s): Koichi Sato. Kazue Toda, Masamichi Ishiai, Minora Takata, Hitoshi Kurumizaka
  • Journal Title: Nucleic Acids Research Volume: 40 Issue: 10 Pages: 4553-4561
  • DOI: 10.1093/nar/gks053
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mcm8 and Mcm9 form a complex that functions in homologous recombination induced by interstrand crosslinks (2012)
  • Author(s): K. Nishimura
  • Journal Title: Molecular Cell Volume: 47 Issue: 4 Pages: 511-522
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2012.05.047
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histone chaperone activity of Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI, is required for DNA crosslink repair (2012)
  • Author(s): Koichi Sato. Masamichi Ishiai, Kazue Toda, Satoshi Furukoshi, Akihisa Osakabe, Hiroaki Tachiwana, Yoshimasa Takizawa, Wataru Kagawa, Hiroyuki Kitao, Naoshi Dohmae, Chikashi Obuse, Hiroshi Kimura, Minoru Takata, Hitoshi Kurumizaka
  • Journal Title: The EMBO Journal Volume: 31 Issue: 17 Pages: 3524-3536
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.197
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Establishment of the DNA repair-defective mutants in DT40 cells. (2012)
  • Author(s): Ishiai M, Uchida E, Takata M.
  • Journal Title: Methods Mol Biol. Volume: 920 Pages: 39-49
  • DOI: 10.1007/978-1-61779-998-3_4
  • NAID: 120004996387
  • ISBN: 9781617799976, 9781617799983
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ATR-ATRIP Kinase Complex Triggers Activation of the Fanconi Anemia DNA Repair Pathway (2012)
  • Author(s): Tomoko Shigechi, Junya Tomida, Koichi Sato, Masahiko Kobayashi, John K.Eykelenboom, Fabio Pessina, Yanbin Zhang, Emi Uchida, Masamichi Ishiai, Noel F.Lowndes, Kenichi Yamamoto, Hitoshi Kurumizaka, Yoshihiko Maehara, Minoru Takata
  • Journal Title: Cancer Research Volume: 72 Issue: 5 Pages: 1149-1156
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-11-2904
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CIN85 drives B cell responses by linking BCR signals to the canonical NF-κB pathway (2011)
  • Author(s): Kometani, K., Yamada, T., Sasaki, Y., Yokosuka, T., Saito, T., Rajewsky, K., Ishiai, M., Hikida, M. and Kurosaki, T
  • Journal Title: J. Exp. Med Volume: 208 Issue: 7 Pages: 1447-1457
  • DOI: 10.1084/jem.20102665
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role of SNM1 family nucleases in etoposide-induced apoptosis (2011)
  • Author(s): Hosono, Y., Abe, T., Ishiai, M., Takata, M., Enomoto, T., Seki, M.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. Volume: 410 Issue: 3 Pages: 568-573
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2011.06.027
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Predisposition to cancer caused by genetic and functional defects of Mammalian atad5 (2011)
  • Author(s): Bell DW, Sikdar N, Lee KY, Price J C, Chatterjee R, Park HD, Fox J, Ishiai M, Rudd ML, Pollock LM, Fogoros SK, Mohamed H, Hanigan CL ; NISC Comparative Sequencing Program, Zhang S, Cruz P, Renaud G, Hansen NF, Cherukuri PF, Borate B, McManus KJ, Stoepel J
  • Journal Title: PLoS Genet Volume: 7(8) Issue: 8 Pages: e1002245-e1002245
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002245
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高発がん性疾患ファンコニ貧血原因遺伝子産物FANCD2の示すヒストンシャペロン活性の生理的意義 (2013)
  • Author(s): 石合正道
  • Organizer: 平成24年度文部科学省新学術領域「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 学術総合センター 一橋講堂（東京都）
  • Year and Date: 2013-01-29
• [Presentation] FANCD2のヒストンシャペロン活性がDNA修復機能に果たす役割． (2012)
  • Author(s): 石合正道、佐藤浩一、髙田穣、胡桃坂仁志
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡市）
  • Year and Date: 2012-12-11
• [Presentation] Histone chaperon activity of Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI, is required for DNA crosslink repair. (2012)
  • Author(s): Ishiai M, Sato K, Toda K, Furukoshi S, Osakabe A, Tachiwana H, Takizawa Y, kagawa W, Kitao H, Dohmae N, Obuse C, Kimura H, Takata M and Kurumizaka H
  • Organizer: The 8th 3R symposium
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • Year and Date: 2012-11-25
• [Presentation] ファンコニ貧血経路の示すヌクレオソーム形成活性のDNA修復における役割． (2012)
  • Author(s): 石合正道、佐藤浩一、髙田穣、胡桃坂仁志
  • Organizer: 日本放射線影響学会第55回大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス（仙台市）
  • Year and Date: 2012-09-06
  • Invited
• [Presentation] Histone chaperon activity of FANCD2 plays a crucial role in DNA crosslink repair (2012)
  • Author(s): Masamichi Ishiai, et al
  • Organizer: Abeam international meeting on "Maintenance of Genome Stability 2012"
  • Place of Presentation: ナッソー(バハマ)
  • Year and Date: 2012-03-06
• [Presentation] Molecular mechanisms of the Fanconi anemia pathway (2011)
  • Author(s): 石合正道, 他
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-15
• [Presentation] ファンコニ貧血DNA修復経路の中心タンパク質FANCD2はヌクレオソームアセンプリー活性を示す (2011)
  • Author(s): 石合正道, 他
  • Organizer: 第70回日本癌学会学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • Year and Date: 2011-10-03
• [Remarks] 京都大学放射線生物研究センター晩発効果研究部門DNA損傷シグナル研究分野
  • URL: http://house.rbc.kyoto-u.ac.jp/Late_Effect/Japanese_site/Welcome.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.rbc.kyoto-u.ac.jp/