新規視覚化技術による非相同末端再結合タンパク質モニタリング系の開発とその応用

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12325
• Research Institution: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 柳原 晃弘 東北医科薬科大学, 医学部, 助教 (70423051)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: DNA修復 / DNA二重鎖切断

Outline of Annual Research Achievements

DNA二重鎖切断（DSB）は放射線を代表とする外的環境因子によって生じる他、生体内の通常の生化学反応によっても一定数生じ、これらの修復ミスが発がんや加齢疾患などにつながると考えられている。ヒトを含むホ乳類の細胞において、DSBの修復は主に非相同末端再結合（NHEJ）と呼ばれる修復機構によって行われると考えられている。NHEJがどのように行われているのかは、現在のところ目で見ることはできない。一体何が起こっているのかということについて、直接観察する以上にはっきりとさせる術はないのではあるが、その観察技術がまだないのである。本研究の目的は、NHEJタンパク質の動きを直接顕微鏡で観察・撮影するための技術を開発し、NHEJのメカニズム解明に迫ろうとすることである。現在までの研究で、細胞内タンパク質をより鮮明に観察するための新たな蛍光標識法を開発し、さらなる改善を進めている。細胞内タンパク質の蛍光観察には、蛍光タンパク質の種類、向き、配置、標的タンパク質との距離、など、様々な条件が影響を及ぼす。そのため、最適な条件を導き出すために様々な組み合わせの条件の検討が必要となる。この検証実験を効率よく進めるため、2019年度の研究では標識工程のシステム化を行い、複数の標識方法の有効性検証実験を短期間で行うことが可能となった。このシステムにより、複数のNHEJタンパク質について同時検証を行うことも可能となり、研究は加速している。NHEJタンパク質の動きを観察できる標識法、できない標識法についての情報が蓄積され、有効な標識方法のキーポイントが確立されつつある。

Current Status of Research Progress

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

Reason

タンパク質の蛍光標識有効性検証実験がシステム化され、迅速な検証が可能となり、NHEJタンパク質観察のための情報が着実に蓄積されているため。

Strategy for Future Research Activity

構築した蛍光標識有効性検証システムによりさらなる検証実験を行い、NHEJタンパク質動態観察のための標識法を確立し、蛍光標識NHEJタンパク質発現細胞株を樹立する。樹立した細胞株を用いてNHEJタンパク質の挙動を解析する。

Causes of Carryover

実験の進捗状況を考慮し予定していた学会参加を取りやめたため、旅費の支出が減少し、次年度使用額が生じた。これは次年度に実験のための消耗品購入費用として利用する計画である。