ゲノム&RNA編集酵素ADAR1が司るR-loop制御によるゲノム安定性維持機構

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H06054
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 櫻井 雅之 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 講師 (80809236)
• Project Period (FY): 2018-08-24 – 2020-03-31
• Keywords: ADAR / RNA編集 / アデノシン脱アミノ化 / R-loop

Outline of Annual Research Achievements

ADAR発現抑制時にRNA:DNA特異的抗体を用いた解析によりRNA:DNA鎖量が増加していることが確認された。新たにFlag-ADAR免疫沈降産物の解析により、RNaseH1, RNaseH2ABC, DHX9, DHX21などRNA:DNA鎖分解酵素や二本鎖を巻き戻すヘリケース群がADARと複合体を形成していることを発見した。RNA:DNA特異的抗体用いた、またはADARを対象とした免疫沈降物から精製したRNA及びDNAの配列解析の結果から、R-loopと思われる領域候補が同定できたが、ノイズの高い問題が避けられないため、追加のR-loop特異的な免疫沈降法による精度向上が必要と判断し、RNA分解能失活変異を導入したFlag-RNaseH2ABC複合体発現系の作製を進めている。
他方、培養細胞の表現型としてADAR発現抑制時にはγH2AXだけでなくRPA32やDNA-PKCsのリン酸化状態の上昇が観察され、DNA損傷の増大と修復系の活性化が示された。さらにCyclin B1だけでなく、Histon3、CDC2、PLK1のリン酸化状態の解析結果から、細胞周期のうち、顕著に細胞分裂期における停止しが明らかとし、これら表現型にともなうアポトーシスをPARP1分解の検出により確認した。これらはADARがRNA:DNA鎖量の増加を抑制することを示しており、ADARがR-loopの解消に寄与していると考えられる。さらに、がん細胞はADAR発現抑制時に、抗がん剤かつR-loop増加作用をもつカンプトテシンに対して数百倍の感受性を示して細胞死に至ることを発見した。加えて、ADAR発現抑制とカンプトテシン添加時の細胞周期をフローサイトメトリーにより解析し、細胞分裂期における細胞周期停止を確認した。ADAR発現抑制によるがん細胞のカンプトテシン感受性増強効果を証明した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] The Wistar Institute(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: The Wistar Institute
• [Journal Article] Discovering RNA editing by chemical methods (2019)
  • Author(s): Sakurai, M.*(Corresponding Author), Okada, S., Ueda, H.
  • Journal Title: Methods Mol. Biol. Volume: in press Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Regulation of Genome Stability by ADAR RNA Editing Enzymes (2019)
  • Author(s): Nishikura, K, Sakurai, M., Shiromoto, Y., Ariyoshi, K., Kossenkov, A.V., Wickramasinghe, J., Showe, L.C.
  • Organizer: 2019 Gordon Research Conference, RNA editing
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ADAR1 controls apoptosis of stressed cells by inhibitin Staufen-mediated mRNA decay. (2018)
  • Author(s): Sakurai, M., Shiromoto, Y., Ota, H., Song, C., Kossenkov, A.V., Wickramasinghe, J., Showe, L.C., Skordalakes, E., Tao, H.Y., Speicher, D.W., and Nishikura, K.
  • Organizer: The 20th RNA meeting. 第20回日本RNA学会年会
• [Presentation] RNA adenosine deaminase regulates embryogenesis and cancer metastasis. (2018)
  • Author(s): Sakurai, M., Gumireddy, K., Li, A., Kossenkov, A.V., Yan, J., Li, Y., Xu, H., Wang, J., Zhang, PJ., Zhang, L., Showe, L., Nishikura, K., and Huang, Q.
  • Organizer: The 2nd International Innovation Dialogue on Genome Engineering Animal Models and Biomedical Research Symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] 実験医学 (2018)
  • Author(s): 4.櫻井雅之, 長谷川拓巳, 中山宏紀
  • Total Pages: 5
  • Publisher: 羊土社
  • ISBN: 978-4-7581-2514-7
• [Remarks] Research Gate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Masayuki_Sakurai
• [Remarks] 東京理科大学生命医科学研究所櫻井研究室
  • URL: https://www.ribs.tus.ac.jp/index.php/institute/labforres/sakurailab/