2021 Fiscal Year Research-status Report
DNA損傷時のエピゲノム修復における長鎖非翻訳RNAの役割と発がんへの関与
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20K20598
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
近藤 豊 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00419897)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯島 健太 浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 研究技術職員 (20565626)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 非翻訳RNA / エピゲノム / DNA損傷 / 相同組換え修復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、DNA損傷時のエピゲノム安定性の維持・調節機構について、長鎖非翻訳RNAの機能に着目し明らかにすることを目的とする。ゲノム、およびエピゲノム安定性の維持は細胞の生存や個体の発生において極めて重要であり、その破綻はがん等の疾患の原因となる。特にDNA損傷時にエピゲノム情報が失われたり傷ついたりした際に、どのようにオリジナルのエピゲノム修飾が修復・維持されるのかについては解明が進んでいない。本研究では、DNA損傷時のエピゲノム安定性の維持・調節機構について、長鎖非翻訳RNA（lncRNA）の機能に着目し明らかにすることを目的とする。とりわけ、これまで解析を進めてきたTUG1を含めDNA損傷関連lncRNAに注目する。エピゲノム不安定性は、がん細胞の発生および可塑性の獲得のための分子基盤として重要な要素のひとつであり、その誘導機序を解明することは、がんの生物学的理解のみならず、新たな予防・治療標的を見出す革新的アプローチにつながる。本研究ではDNA損傷によってDNAメチル化情報やヒストンタンパク質の脱離した領域におけるエピゲノム修復機構として、lncRNAを介する機構を提起し、エピゲノム安定性に関しての解明を試みる。本年度は、① 昨年度確立したDNA損傷誘導系の評価、② DNA損傷修復に関連する新たなlncRNAの同定、③ DNA損傷に関与することを明らかにしたTUG1についての機序の解明、を実施した。研究方法の変更を加えつつおおむね順調に進展している。
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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
今年度の以下の研究を行い、おおむね順調に進展している。
① 昨年度までに修復部位のlncRNAおよびエピゲノム修飾因子の同定とエピゲノム修復機構の解明に用いるU2OS 2-6-3細胞（LacO反復配列安定導入細胞株）へ、Cas9 nucleaseとLacO配列を標的とするsgRNAを導入し、LacO領域におけるCas9タンパク質の集積、およびDNA損傷誘導を確認している。一方で系が必ずしも安定しないことから引き続きアッセイ系の評価を続けている。② ①で確立しつつある系を有効に利用するため、DNA損傷を誘導する新たなlncRNAの同定を目指して、DNA損傷の誘導に用いられるカンプトテシン（CPT）やヒドロキシウレア（HU）で細胞を処理し、再現性高く発現が亢進するlncRNAを同定した。③ DNA損傷に関与することを明らかにしたTUG1についての機序の解明を実施した。④ 同定したlncRNAに結合するタンパク質の同定法（CRISPR-assisted RNA-protein interaction detection method, CAPID)法を樹立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
樹立した系を用いて、lncRNA によるDNA損傷修復の機序の解明、およびその際に誘導されるエピゲノムの動態変化について引き続き解析を進める。1) DNA損傷修復を起点とするエピゲノム修飾変化の解析：遺伝子領域部位特異的にDNA損傷を誘導し、その修復時のエピゲノム修飾変化について解析を行う。2) 修復部位のlncRNAの同定とエピゲノム修復機構の解明：DNA損傷の誘導をHUおよびCPTで行い発現の上昇するlncRNAを同定する。またU2OS 2-6-3細胞（LacO反復配列安定導入細胞株）の系を用いて損傷部位のlncRNAおよびエピゲノム修飾因子を同定し、DNA損傷修復時のエピゲノム修飾機序についての詳細を明らかにする。3) エピゲノム安定性低下による発がんへの関与：同定したlncRNAやエピゲノム修復関連タンパク質をがん細胞で解析し、発がんに与える影響を解析する。
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| Causes of Carryover |
コロナ感染症により試薬の供給に遅れが生じたため、DNA損傷部位におけるエピゲノム修飾、およびDNA損傷部位へ集積するlncRNAを網羅的に解析する近接依存性ビオチン標識法の1つであるAPEX（Ascorbate peroxidase）の構築に遅れが生じた。その代用案として、HUやCPT等のDNA損傷を誘導する薬剤添加で発現が上昇するRNAの同定も実施することにした。網羅的解析を行う準備等で次年度使用額が必要となった。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Cancer-Specific Targeting of Taurine-Upregulated Gene 1 Enhances the Effects of Chemotherapy in Pancreatic Cancer.2021
Author(s)
Tasaki Y, Suzuki M, Katsushima K, Shinjo K, Iijima K, Murofushi Y, Naiki-Ito A, Hayashi K, Qiu C, Takahashi A, Tanaka Y, Kawaguchi T, Sugawara M, Kataoka T, Naito M, Miyata K, Kataoka K, Noda T, Gao W, Kataoka H, Takahashi S, Kimura K, Kondo Y.
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Journal Title
Cancer Research
Volume: 81
Pages: 1654～1666
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Newly established patient-derived organoid model of intracranial meningioma.2021
Author(s)
Yamazaki S, Ohka F, Hirano M, Shiraki Y, Motomura K, Tanahashi K, Tsujiuchi T, Motomura A, Aoki K, Shinjo K, Murofushi Y, Kitano Y, Maeda S, Kato A, Shimizu H, Yamaguchi J, Adilijiang A, Wakabayashi T, Saito R, Enomoto A, Kondo Y, Natsume A.
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Journal Title
Neuro-Oncology
Volume: 23
Pages: 1936～1948
DOI
Peer Reviewed
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