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2018 Fiscal Year Research-status Report

DNA二本鎖切断同士のペアリングを制御する分子ネットワークの解明

Research Project

Project/Area Number 18K11645
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

山内 基弘  長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (60437910)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
KeywordsChromosome rearrangement / DNA double-strand break
Outline of Annual Research Achievements

放射線被ばくによって起こる最も重大なゲノム変化のひとつにChromosome rearrangement(CR)があるが、その生成・生成抑制の分子メカニズムはよくわかっていない。CRはゲノム内の異なる領域に生じた2つのDNA二本鎖切断(DSB)のつなぎかわりによってできるため、CR生成には2つのDSBが動いて近接する「DSBペアリング」が必要である。しかしこのDSBペアリングについては、これまでほとんど報告がなかった。私は最近、γ線照射したヒト細胞でDSBペアリングを可視化する実験系を樹立し、Ku80, DNA-PKcs, ATM, 53BP1の4つの因子がDSBペアリングを制御していることを明らかにした(Yamauchi et al. Sci. Rep. 2017)。しかしこれら4因子以外にもDSBペアリング制御にかかわる因子が存在する可能性は高く、DSBペアリングの制御メカニズムの全容はわかっていない。そこで本研究では、新たなDSBペアリング制御因子をスクリーニングにより見つけ、どの因子がどの因子と協力しているかという、DSBペアリング制御の分子ネットワークまでを明らかにするのが目的である。2018年度はクロマチン関連因子についてsiRNAスクリーニングを行った。このスクリーニングにより、ヘテロクロマチン構成因子である、KAP1およびCHD3がDSBペアリングの頻度に影響を与えていることを明らかにした。このことからクロマチンの凝縮度がDSBペアリングに関与することが示唆される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、2018年度は新たなDSBペアリング制御因子の探索のため、siRNAを用いたスクリーニングを実施した。DSBペアリングはDSBのまわりのクロマチンの動きによって起こるので、今年度は特にクロマチン関連因子に焦点を絞ってスクリーニングを行った。その結果、ヘテロクロマチン構成因子であるKAP1およびCHD3がDSBペアリングの頻度に影響を与えていることが明らかとなった。スクリーニングによりDSBペアリングにかかわる新規因子を2つ同定できたことから、進捗状況はおおむね順調と言える。

Strategy for Future Research Activity

2018年度のsiRNAスクリーニングにより、ヘテロクロマチン構成因子KAP1とCHD3がDSBペアリングの頻度に影響を与えていることが明らかとなった。そこで今後は、この2つの因子がどのようなメカニズムでDSBペアリングに関与しているのかを明らかにしたいと考えている。具体的には、KAP1, CHD3とすでにDSBペアリングに関与していることが分かっている、Ku80, DNA-PKcs, ATM, 53BP1との関係を調べる予定である。またこれまでの自身の科研費研究で確立してきた以下の2つのChromosome rearrangement (CR)定量システムを駆使して、KAP1やCHD3をノックダウンした細胞におけるCR生成頻度を定量する。
1)セントロメア・テロメアFISHによる、γ線照射後の二動原体染色体(CRの一種)定量システム
2)CRISPR/Cas9による癌関連融合遺伝子生成・定量システム

Causes of Carryover

2018年度に購入を計画していた試薬の改良品が2019年度はじめに発売されるという情報を得たため、2018年度内での購入を控えた。

  • Research Products

    (3 results)

All 2019 2018

All Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] Pre-mRNA splicing factor SART1 facilitates homologous recombination repair by recruiting BRCA1 to DNA double-strand breaks.2019

    • Author(s)
      Motohiro Yamauchi, Atsushi Shibata, Takaaki Yasuhara, Yoshihiko Hagiwara, Miyako Hirakawa, Aizhan Shakayeva, Moe Moe Han, Keiji Suzuki, Naoki Matsuda.
    • Organizer
      The 3rd International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNA二本鎖切断の相同組換え修復におけるBRCA1とスプライシング因子SART1の関係2018

    • Author(s)
      山内基弘、柴田淳史、安原崇哲、萩原慶彦、平川美弥子、ハンムームー、鈴木啓司、松田尚樹
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
  • [Presentation] The role of splicing factor SART1 in DNA double-strand break repair by homologous recombination.2018

    • Author(s)
      Aizhan Shakayeva, Motohiro Yamauchi, Miyako Hirakawa, Naoki Matsuda
    • Organizer
      The 14th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring.
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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