Regulation of the fidelity of homology-directed DNA double-strand break repair by the DNA damage checkpoint system

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21399
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Takahashi Tatsuro 九州大学, 理学研究院, 教授 (50452420)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: DNA損傷チェックポイント / ミスマッチ修復 / ツメガエル卵抽出液 / 相同組換え / 染色体不安定性

Outline of Final Research Achievements

The DNA damage checkpoint system regulates cellular responses to DNA double-strand breaks by controlling the cell cycle and activating DNA damage repair reactions. Here, we studied how DNA damage checkpoint affects the fidelity of homology-directed repair in Xenopus egg extracts. Down-regulation of the ATM checkpoint pathway increased erroneous recombination between similar sequences, suggesting that ATM regulates the fidelity of homology-directed repair. We also found that a major recombination regulator receives specific phosphorylation during homology-directed repair between similar sequences. These data suggest a novel role of the DNA damage checkpoint pathway in ensuring the fidelity of homology-directed repair.

Free Research Field

分子遺伝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

遺伝情報物質であるDNAの損傷とその修復は人類の健康と医療にも密接に関連する重要な反応です。DNAの損傷は「損傷チェックポイント」と呼ばれる反応によって検知され、これによって細胞は損傷に対して適切に対応することができるようになります。今回我々は、損傷チェックポイントがDNA修復の正確性を向上させるという、新たな機能を発見しました。この機能は、細胞がDNA損傷を適切に修復するためにはたらくと予想されます。今後、この反応のメカニズムが解明されることで、この反応を原因とする染色体の不安定性や、それにつながる疾患などの理解につながると期待されます。