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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Role of protein phosphorylating function of DNA-PK in DNA double-strand break repair

Research Project

Project/Area Number 15H02817
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

松本 義久  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (20302672)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords放射線 / がん / DNA / DNA修復 / タンパク質リン酸化
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、放射線によって生じる種々のDNA損傷の中で最も重篤と考えられるDNA二重鎖切断(DSB)のセンサー分子、DNA依存性プロテインキナーゼ(DNA-PK)の機能を明らかにすることを目的としている。DNA-PKによるリン酸化はDSBの形状や修復の難しさに応じて必要な因子の動員を制御するために重要な役割を担うという仮説のもと、研究を進めてきた。最終年度は、平成28年度までの研究結果を踏まえ、特にXRCC4に注目して検討を進めた。
(1)XRCC4のDNA-PKによるリン酸化部位は少なくとも6カ所存在することがこれまでに明らかになっている。この中で、解析が残されていた260番目のセリン(Ser260)について、平成28年度に作製した抗体を用いて、細胞内でのリン酸化状態の検討を行った。その結果、Ser260が放射線照射後にDNA-PKによるリン酸化を受けることを明らかにした。また、Ser260の変異体の機能解析によって、その放射線照射後の細胞生存やDNA修復における重要性を示した。
(2)先天性小頭症、発育不全などの患者に見られるXRCC4の変異体の解析を行った。患者の免疫機能は正常であるが、V(D)J組換え機能が低下している変異体が認められた。また、一部の変異体は核への局在が認められず、疾患につながる機能異常の一つと考えられた。
また、共同研究において、XRCC4のアポトーシス制御における新たな役割、がん患者におけるXRCC4発現と予後の相関の発見や、円二色性スペクトルによるXRCC4全長の二次構造解明などの成果が上がった。

Research Progress Status

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (28 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

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

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      SPC Government College
  • [Int'l Joint Research] Mahidol University(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      Mahidol University
  • [Journal Article] Influence of XRCC4 expression by breast cancer cells on ipsilateral recurrence after breast-conserving therapy2019

    • Author(s)
      Kitagawa M, Someya M, Hasegawa T, Mikami T, Asaishi K, Hasegawa T, Matsumoto Y, Kutomi G, Takemasa I, Sakata K
    • Journal Title

      Strahlentherapie und Oncologie

      Volume: - Pages: 1-11

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00066-019-01468-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DNA damage response after ionizing radiation exposure in skin keratinocytes derived from human induced pluripotent stem cells2019

    • Author(s)
      Tomoko Miyake, Mikio Shimada, Yoshihisa Matsumoto, Akitoshi Okino
    • Journal Title

      International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural analysis of DNA repair protein XRCC4 applying circular dichroism in an aqueous solution2018

    • Author(s)
      Nishikubo K, Izumi Y, Matsumoto Y, Fujii K, Matsuo K, Yokoya A
    • Journal Title

      Radiation Protection and Dosimetry

      Volume: - Pages: 1-4

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/rpd/ncy275

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In cellulo phosphorylation of DNA double-strand break repair protein XRCC4 on Ser260 by DNA-PK2018

    • Author(s)
      Amiri Moghani AR, Sharma MK, Matsumoto Y
    • Journal Title

      Journal of Radiation Research

      Volume: 59 Pages: 700-708

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/jrr/rry072

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Caspase-mediated cleavage of X-ray repair cross-complementing group 4 promotes apoptosis by enhancing nuclear translocation of caspase-activated DNase2017

    • Author(s)
      Sunatani Y, Kamdar RP, Sharma MK, Matsui T, Sakasai R, Hashimoto M, Ishigaki Y, Matsumoto Y, Iwabuchi K
    • Journal Title

      Experimental Cell Research

      Volume: 362 Pages: 450-460

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.yexcr.2017.12.009

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Regulation of DNA double-strand break repair via non-homologous end joining pathway2018

    • Author(s)
      Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      International Workshop on Influence of electromagnetic radiation on human beings, and problems of understanding
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Functional analysis of XRCC4 mutations associated with microcephaly and growth defects2018

    • Author(s)
      Anie Day Asa DC, Rujira Wanotayan, Mikio Shimada, Mukesh Kumar Sharma, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Radiation Therapeutics and Biology & The 34th Radiation Biology Center International Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNA damage-induced phosphorylation of XRCC4 on Ser260 and Ser320 by DNA-PK2018

    • Author(s)
      Ali Reza Amiri Moghani, Mukesh Kumar Sharma, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      3R&3C Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Functional Analysis of Disease-associated XRCC4 Mutations and Its Implication in the Development of Immune and Neural Systems2018

    • Author(s)
      Anie Day Asa De Castro, Rujira Wanotayan, Mukesh Kumar Sharma, Mikio Shimada, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
  • [Presentation] iPS 細胞におけるゲノム安定性維持に関わるリン酸化・脱リン酸化機構解析2018

    • Author(s)
      香川 望, 塚田 海馬, 島田 幹男, 松本 義久
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
  • [Presentation] In cellulo phosphorylation of DNA double-strand break repair protein XRCC4 on Ser260 by DNA-PK2018

    • Author(s)
      Ali Reza Amiri Moghani, Mukesh Kumar Sharma, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
  • [Presentation] VUV-CDを用いたXRCC4タンパク質の活性化二次構造解析2018

    • Author(s)
      西久保 開, 泉 雄大, 藤井 健太郎, 松尾 光一, 松本 義久, 横谷 明徳
    • Organizer
      量子生命科学研究会第2回学術集会
  • [Presentation] DNA損傷応答タンパク質の活性化スイッチングとエピジェネティック構造変化の研究2018

    • Author(s)
      長谷川 真保, 西久保 開, 松本 義久, 藤原 悟, 横谷 明徳
    • Organizer
      平成30年度若手放射線生物学研究会専門研究会
  • [Presentation] XRCC4 タンパク質の擬似リン酸化による構造変化の解析2018

    • Author(s)
      西久保 開, 長谷川 真保, 泉 雄大, 藤井 健太郎, 松尾 光一, 松本 義久, 横谷 明徳
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
  • [Presentation] DNA double-strand break repair and V(D)J recombination function of XRCC4 mutants associated with microcephaly and growth defect2017

    • Author(s)
      Anie Day Dc. Asa, Rujira Wanotayan, Mikio Shimada, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      63rd Annual International Meeting of Radiation Research Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Implication of DNA double-strand break repair in cancer, aging and development2017

    • Author(s)
      Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      The 12th International conference & 5th Asian Congress on Environmental Mutagens
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] XRCC4 phosphorylation as an in situ indicator for DNA-PK activity2017

    • Author(s)
      Mukesh Kumar Sharma, Ali Reza Amiri Moghani, Mikoto Fukuchi, Shoji Imamichi, Anie Day Asa De Castro, Rujira Wanotayan, Mikio Shimada, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      The 12th International conference & 5th Asian Congress on Environmental Mutagens
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of XRCC4 Ser260 and Ser320 phosphorylation by DNA-PK2017

    • Author(s)
      Ali Reza Amiri Moghani, Mukesh Kumar Sharma, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      33rd International Symposium of Radiation Biology Center, Kyoto University
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The functional analysis of DNA repair factor PNKP and susceptibility to synthetic lethality of BRCA 1/2 mutation2017

    • Author(s)
      Naoya Kase, Mikio Shimada, Hirofumi Nakano, Hiroyuki Nakamura, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      33rd International Symposium of Radiation Biology Center, Kyoto University
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Function of histone chaperone Anti-silencing function 1 (Asf1) in DNA damage response of human cells2017

    • Author(s)
      Akane Yamasaki, Mikio Shimada, Yoshihisa Matsumoto
    • Organizer
      33rd International Symposium of Radiation Biology Center, Kyoto University
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNA二重鎖切断修復欠損細胞の低線量率放射線に対する感受性2017

    • Author(s)
      土屋 尚代, 島田 幹男, 小林 純也, 松本 義久
    • Organizer
      第23回癌治療増感研究会
  • [Presentation] Behavior of DNA double-strand break repair-deficient cells under low dose rate irradiation2017

    • Author(s)
      Yoshihisa Matsumoto, Hisayo Tsuchiya, Mikio Shimada, Junya Kobayashi
    • Organizer
      第76回日本癌学会学術総会
  • [Presentation] DNA double-strand break repair and V(D)J recombination function of XRCC4 mutants with microcephaly and growth defect2017

    • Author(s)
      Anie Day ASA, Rujira WANOTAYAN, Mikio SHIMADA, Yoshihisa MATSUMOTO
    • Organizer
      日本放射線影響学会第60回大会
  • [Presentation] DNA修復因子PNKPの機能解析とBRCA1/2変異との合成致死における感受性の検討2017

    • Author(s)
      加瀬 直也, 島田 幹男, 中野 洋文, 中村 浩之, 松本 義久
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [Presentation] ヒト細胞のDNA損傷応答におけるヒストンシャペロンAnti-silencing function 1の機能の解析2017

    • Author(s)
      山崎 あかね, 島田 幹男, 松本 義久
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [Remarks] 東京工業大学 科学技術創成研究院 先導原子力研究所 松本研究室

    • URL

      http://www.nr.titech.ac.jp/~yoshim/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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