2020 Fiscal Year Annual Research Report
The role of SLFN11 gene that determines DNA damage sensitivity at the stalled replication forks
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20H03450
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高田 穣 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (30281728)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝木 陽子 京都大学, 生命科学研究科, 特定助教 (00645377)
望月 綾子 京都大学, 生命科学研究科, 研究員 (80817148)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | SLFN11 / 複製フォーク分解 / 複製ストレス / ファンコニ貧血 / FANCD2 / RAD51 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SLFN11遺伝子はSLFNファミリーの一つであり、そのがん細胞における発現は、多くの抗がん化学療法剤の殺細胞活性や高感受性と相関し、患者にとって良好な予後因子となるとされている。しかし、SLFN11の機能とそのメカニズムはいまだ明らかではない。我々は、SLFN11発現によるDNA損傷感受性増大がDNA複製フォークの分解促進に起因することを発見した。本研究ではそのメカニズムを明らかにするため、フォーク保護因子・分解因子にSLFN11発現が及ぼす影響に着目して解析した。
DNAファイバー法によって認められる停止複製フォークにおけるゲノムDNAの分解は、核内のDNA2やMRE11などのDNAヌクレアーゼによることが知られている。実際、siRNAによるDNA2のノックダウンや、MRE11の阻害薬であるMirinにより、Fanconi貧血細胞のゲノム分解が改善し、これらのヌクレアーゼによるフォーク分解をSLFN11は促進していた。さらに、SLFN11をノックアウトした細胞では停止複製フォークにRAD51の集積が増加していた。つまりSLFN11がDNA損傷部位へのRAD51集積を阻害することが示された。RAD51はフォーク安定化因子であり、SLFN11のフォーク不安定化とDNA損傷感受性を増加させる作用は、RAD51の制御を介するものと結論された。しかし、これは、SLFN11が直接RAD51を制御することをただちに意味するものではない。今後、どのようにSLFN11がRAD51に影響するのかを、生化学的に検討することが重要と考えられる。
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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
研究計画書で掲げた、項目１．SLFN11の複製フォーク分解促進メカニズムの解析、については、すでに概ね達成され、論文発表した（Blood 2021）。
現在、項目２．他のSLFN11ファミリーメンバーの複製フォークにおける機能の解明、項目３．iPS細胞におけるノックアウトとインビトロ造血分化系による機能検証、に取り組んでいる。
予定どおりの進行と判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
とりたてて、現状に問題点はありません。SLFNファミリーの他のメンバー、ヒトiPS細胞におけるノックアウトが特に重要と認識し、注力していく所存です。RAD51とSLFN11の会合について、効率よく研究推進するため、mammalian two-hybrid法を導入して、検討を行う。また、SLFN11の生化学的な精製が今後研究のキーとなると思われる。この点は、今回の課題で追求することは難しいが、台湾国立大学のグループと話しあい、SLFN11タンパク質精製についての共同研究について合意した。
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[Journal Article] Analysis of disease model iPSCs derived from patients with a novel Fanconi anemia-like IBMFS ADH5/ALDH2 deficiency2021
Author(s)
Anfeng Mu, Asuka Hira, Akira Niwa, Mitsujiro Osawa, Kenichi Yoshida, Minako Mori, Yusuke Okamoto, Kazuko Inoue, Keita Kondo, Masato T. Kanemaki, Tomonari Matsuda, Etsuro Ito, Seiji Kojima, Tatsutoshi Nakahata, Seishi Ogawa, Keigo Tanaka, Keitaro Matsuo, Megumu K. Saito, Minoru Takata.
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Journal Title
Blood Online ahead of print.
Volume: 137
Pages: 2021-2032
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] SLFN11 promotes stalled fork degradation that underlies the phenotype in Fanconi anemia cells.2021
Author(s)
Okamoto Y, Abe M, Mu A, Tempaku Y, Rogers CB, Mochizuki AL, Katsuki Y, Kanemaki MT, Takaori-Kondo A, Sobeck AT, Bielinsky AK, Takata M.
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Journal Title
Blood
Volume: 137
Pages: 336-348
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Loss of SLFN11 gene expression rescues the Fanconi anemia phenotype by stabilizing stalled replication forks.2020
Author(s)
Yusuke Okamoto, Masako Abe, Mu Anfeng, Yasuko Tempaku, Colette B. Rogers, Ayako L. Mochizuki, Yoko Katsuki1, Masato T. Kanemaki, Akifumi Takaori-Kondo, Alex Sobeck, Anja-Katrin Bielinsky, and Minoru Takata.
Organizer
Fanconi Anemia Research Fund Virtual Scientific Symposia
Int'l Joint Research
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