2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K06825
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
関本 隆志 群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (20436322)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | y-familyポリメラーゼ / 発がんシグナル / 複製ストレス / がん遺伝子 / c-Myc / Polymerase η |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発がんシグナルは種々のDNA複製異常とそれに伴うDNA損傷（発がん性複製ストレス）を引き起こし、ゲノム不安定性を介して腫瘍形成を促進する。我々は、この発がん性複製ストレスの解明に取り組み、損傷乗り越え合成（TLS）を遂行するY-familyポリメラーゼ（Y-Pol）が、主要な複製異常である「DNA再複製」に関与することを見いだした(Mol Cell Biol, 2015)。また最近、発がん遺伝子c-Myc、Cyclin Eが誘導する複製ストレスを、Y-Polの一員であるPolηの発現抑制が増強することを見いだした。本研究では、この作用を分子レベルで解明することを目的として研究を行っている。
c-Myc活性を誘導できるモデル細胞株において、BrdU標識で表される複製フォークと共局在するGFP-Polηの核内フォーカスが増加すること、Polηのドミナントネガティブ変異体（dead-Polη）が、c-mycによるγH2AXフォーカス(二重鎖切断(DSB)マーカー)と共局在し、そのフォーカスを著明に増加させ、また、Po lηの発現抑制も同様にc-MycによるγH2AXフォーカスを増加させることを見いだした。さらに、DNA fiber法を用いてDNA複製をモニターしたところ、c-Myc活性化で見られる複製速度の減少や複製ストレスを表す複製フォークの非対称性が、Polηの発現抑制により増加した。興味深いことに、複製フォーク停止箇所を切断し、修復機構を介して複製を再開（Break induced replication: BIR）させる構造特異的ヌクレアーゼMus81の発現抑制が、c-Myc活性化/Polη発現抑制によるDSBを減少させた。以上の結果は、PolηによるTLSやMus81を介したBIRがc-Myc誘導性の複製ストレス応答に関与することを示唆する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
がん遺伝子c-Myc活性化による複製ストレス応答機構におけるY-Polの働きは一通り解析を終了し、Polηが特異的にその緩和に働くことを見いだした。平成28年度の計画であった発がん性複製ストレスにおけるBIR（Mus81）の関与までも解析を進め、当初の計画以上の研究遂行を果たした。
しかし、その他の発がん遺伝子（計画においてはCyclin E）による複製ストレスにおける両者の関与は、研究が進んでおらず、使用するモデル細胞系、実験手法などさらなる工夫を要する。
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| Strategy for Future Research Activity |
c-Mycによる複製ストレス応答に関しては前年度に引き続き研究を進める。1）PolηによるTLS - Y-Polは複製忠実度が低く、点突然変異の発生に関与している。c-Mycによる複製ストレス解消にPolηが関与する事は、点突然変異率を亢進させ腫瘍の発生、悪性化を促進すると考えられる。この仮説を点突然変異を測定できる実験系を確立し、検証する。2）Mus81によるBIR - Mus81はサブユニットによって切断する構造が異なることが報告されている。そこで、複製ストレスに関与するサブユニットEME2の発現抑制がc-Mycによる複製ストレスに与える影響を解析する。また、相同組換え修復などの修復機構に働く蛋白の動態、機能を検証し、c-Mycによる複製ストレスにおけるBIRの働きを解析する。
cyclin E発現による複製ストレス応答については、その解析に適した新たなモデル細胞、実験系を構築し、研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
研究実施計画に若干の遅れが生じており、その実施を次年度早々に計画している。その際、次年度の研究費が交付される前の物品の購入等を円滑に進められる様に使用するため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究を行うにあたり、細胞培養や分子生物学・生化学実験が必須となる。研究経費は、主にこれらの実験に必要な消耗品（液体培地・血清、ディッシュ等のプラスティック製品、分子生物学・生化学実験用試薬）の購入に充てられる。消耗品の経費金額については、従来の経験から概ね研究計画を円滑に推進するのに適したものになっている。
旅費については、年1-2回の成果発表（国内学会）を想定して算出した。
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