2020 Fiscal Year Annual Research Report
The role of autophagy in the maintenance of genomic stability and tumor suppression
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19H03454
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
川端 剛 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (60734580)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安井 孝周 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40326153)
海野 怜 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 研究員 (40755683)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | オートファジー / ゲノム安定性 / がん抑制遺伝子 / 複製ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲノム解析ではテクニカルな制約により捉えきれない機能的な異常を解析するために、以前行ったトランスクリプトーム解析に加え、核タンパク質に的を絞った機能的プロテオームの変化を検討した。野生型およびATG7を欠損した変異型のHEK293細胞のクロマチン結合タンパク質を抽出した後、Data-independent acquisition (DIA)方によるプロテオーム解析を行った。これより、恒常的なオートファジーの異常が引き起こすゲノム情報の異常の原因となる経路Xを同定した。オートファジー欠損細胞における経路Xの異常が起きるメカニズムの解析を進めた。経路Xのタンパク質はDNA損傷に応答して核内の集積、フォーカスを形成するが、これがオートファジー欠損細胞では有意に低下していた。経路Xの複合体の因子は各々タンパク質レベルが低下していたが、低下の度合いにはばらつきが見られ、特定の因子の異常が複合体全体に影響を与えている可能性が示唆された。この特定の因子はmRNAの発現も低下が見られ、転写レベルの異常が原因と予想された。それに伴い、オートファジー欠損細胞では遺伝子発現に影響を及ぼし得るヒストンのアセチル化に変化が見られたため、エピジェネティック情報の変化がこれらの異常を引き起こしている可能性が示唆された。
これより、オートファジーの低下、経路Xの異常、ゲノム情報の破綻、がん抑制遺伝子の異常、というオートファジーの異常が発がんに繋がるメカニズムのアウトラインが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前述のオートファジー依存的がん抑制遺伝子の同定に加え、オートファジー欠損細胞においてこれら遺伝子の異常が起きる仕組みの解明に大きな進展が見られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に得られた知見に基づき、オートファジー欠損細胞における経路Xの異常が起きるメカニズムの解析を進め、オートファジーの低下がゲノム情報の異常に繋がる基本的なメカニズムの解明を目指す。特に、経路Xの中で特定の遺伝子の転写発現調節の異常が見られたため、その原因解明を通してオートファジーの低下によりDNA修復経路の異常が引き起こされるメカニズムを明らかとする。ボトムアップ的な細胞生物学的な解析に加え、ChIPによるゲノムワイド解析のアプローチをとる事により、相補的なメカニズムの理解が得られると予想される。
さらに、前年度までに見られた細胞レベルの異常をマウス尿路結石モデルを用いin vivoで検証し、将来的な応用につながる可能性を模索する。
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