Regulation of 53BP1 repositioning and foci formation during homologous recombination

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K12821
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 磯野 真由 名古屋大学, 環境医学研究所, 特任助教 (90713511)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: DNA二本鎖切断 / DSB修復 / 53BP1 / ATR活性

Outline of Annual Research Achievements

放射線照射によって生じるDNA二本鎖切断 (DNA double strand break: DSB)は細胞の生死を決める重篤なDNA損傷である。53BP1はDSB部位に集積し、非相同末端結合 (NHEJ)を促進し相同組み換え (HR)を抑制することが知られているが、どのようにNHEJやHRの経路選択性に影響を及ぼすかについてはその詳細な制御機構は未だ明らかになっていない。本研究ではHRの進行に必要なステップである53BP1 fociの再配置 (53BP1 repositioning)の分子機構を明らかにすることで、DSB修復における53BP1の新たな役割を明らかにすることを目的とした。
平成31年度は、体調不良の中でできる限り研究を進めた。研究代表者の所属変更に伴い、使用する放射線装置が変わったため、細胞周期別にDSBのマーカーであるγH2AXと53BP1の継時的なfoci形成数の推移について免疫蛍光染色による検討を行った。また、HRの起点となるDNAの削り込みの指標となるRPAについて、foci形成数を計数し、阻害剤を添加するタイミングを確認した。さらに、昨年度に続いて、ATM阻害剤とATR阻害剤を用いた53BP1のfoci形成について検討を行い、G2期のHRが進行している状態でATR阻害剤を添加すると53BP1 fociが消失することを再確認した。G1期についても同様の実験を行ったが、G2期のHRが進行している時間にATR阻害剤を添加しても53BP1 fociの消失は見られず、未添加とほぼ同等の形成数が残存していた。よって、G2期のHR進行中の53BP1のfoci形成の維持には、ATM活性ではなくATR活性が関与していることを示唆する結果が得られた。

Research Products

• [Journal Article] Ubiquitination of DNA Damage-Stalled RNAPII Promotes Transcription-Coupled Repair (2020)
  • Author(s): Nakazawa Y, Hara Y, Oka Y, Komine O, Heuvel D, Guo C, Daigaku Y, Isono M, He Y, Shimada M, Katoh K, Jia N, Hashimoto S, Kotani Y, Miyoshi Y, Tanaka M, Sobue A, Mitsutake N, Suganami T, Masuda A, Ohno K, Nakada S, Mashimo T, Yamanaka K, Luijsterburg M, Ogi T
  • Journal Title: Cell Volume: 180 Pages: 1228～1244.e24
  • DOI: 10.1016/j.cell.2020.02.010
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] DNA Fragment Agarose Gel Electrophoresis for Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) (2020)
  • Author(s): Isono M, Hashimoto S.
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology Volume: 2119 Pages: 201～211
  • DOI: 10.1007/978-1-0716-0323-9_17
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 転写共役ヌクレオチド除去修復機構に重要なRNAポリメラーゼユビキチン化部位の同定. (2019)
  • Author(s): 中沢由華, 原雄一郎, 岡泰由, 小峯起, Diana van den Heuvel, 郭朝万, 大学保一, 磯野真由, 何予希, 嶋田繭子, 加藤香奈, 賈楠, 橋下悟, 小谷祐子, 三好由夏, 田中都, 祖父江顕, 光武範吏, 菅波孝祥, 増田章男, 大野欽司, 中田慎一郎, 真下知士, 山中宏二, Martijn S. Luijsterburg, 荻朋男.
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] ChIP-seqを利用したDNA損傷およびヌクレオチド除去修復のモニタリング. (2019)
  • Author(s): 原雄一郎, 中沢由華, 岡泰由, 小峯起, Diana van den Heuvel, 郭朝万, 大学保一, 磯野真由, 何予希, 嶋田繭子, 加藤香奈, 賈楠, 橋下悟, 小谷祐子, 三好由夏, 田中都, 祖父江顕, 光武範吏, 菅波孝祥, 増田章男, 大野欽司, 中田慎一郎, 真下知士, 山中宏二, Martijn S. Luijsterburg, 荻朋男.
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会