2022 Fiscal Year Annual Research Report
高い放射線耐性を示す動物クマムシが持つ防護と修復の新規メカニズムの解明
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20H04332
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
國枝 武和 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10463879)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 放射線耐性 / クマムシ / DNA防護 / FRAP / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Dsup はクマムシ固有のDNA結合タンパク質であり、in vitroや動物細胞において放射線などのDNA傷害性ストレスからDNAを防護する活性を持つ。この防護にはDNA結合活性が必須であり物理的なシールドとして機能していると考えられているが、複製や転写などDNAへのアクセスを必要とする基本的な生命プロセスに負の影響を与えることなくDNA防護を可能にする原理は不明であった。Dsupには哺乳類のHMGNファミリーのクロマチン結合モチーフの一部と類似した配列が存在しクロマチンへの結合に必要であると主張されてきたが、前年度までにこの領域を欠失してもDsupのクロマチンとの共局在に影響ないことを見出してきた。本年度はさらに当該領域に着目しつつDsupとクロマチンとの結合の動的性状をFRAP法を用いて解析した。その結果、当該領域を欠失したDsupは細胞内クロマチンと共局在するもののその移動速度が顕著に増大することを見出した。この結果は当該領域はDsupとクロマチンとの安定的な結合に関わることを示すとともに、当該領域以外に極めてダイナミックにクロマチンと結合する領域があることを示唆している。その他、Dsupの全領域について網羅的な欠失スクリーニングを行い、各領域のDsupとクロマチンとの結合の動的性状への寄与を明らかにした結果、動的性状の異なる少なくとも2種類の結合領域が存在すること、また動的性状を維持するために必要な領域を見出した。こうしたDsupの結合の動的な性状、特に極めてダイナミックに結合している領域の存在は、DNAの防護と転写・複製の両立を説明するモデルの構築を可能にした。また、前年度までにクマムシの体細胞で実現したCRISPR/Cas9によるゲノム編集系を改良し、生殖細胞系列への導入によるゲノム編集個体の作出系を構築し、クマムシ個体を用いた遺伝子の機能解析に道を拓いた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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