Morphological characteristics of the genome stress-induced chromosomal tether structure

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21845
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
• Research Institution: Yamaguchi University (2021-2022); Hiroshima University (2020)
• Principal Investigator: Miyamoto Tatsuo 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40452627)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿久津 シルビア夏子 (AkutsuSilviaNatsuko) 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (10822299) ; 岩根 敦子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (30252638) ; 山本 卓 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (90244102) ; 松浦 伸也 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (90274133)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: UFB構造 / BubR1 / FIBーSEM

Outline of Final Research Achievements

In highly repetitive genomic sequences, the replicated DNAs tend to be catenated, and during mitotic phase, these DNA regions are coated by DNA helicase molecules to form ultra-fine bridge (UFB) structures. In this study, we found that UFB structures develop between centromeres in mitotic cells after ionizing radiation. We also found that the mitotic checkpoint molecule BubR1 is required for the formation of radiation-induced UFB structures, and that chromosome fragmentation is enhanced in cells lacking BubR1 after irradiation. In this study, we established an intracellular microscopic observation flow using FIB-SEM.

Free Research Field

放射線生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

UFB構造は、ゲノム安定性を維持する上で必要な構造である。本研究では、放射線によってUFB構造が誘導されること、分裂期チェックポイントBubR1はUFB構造の形成を介して放射線による染色体断片化を回避する活性があることを見出した。これらの知見は、新たな放射線発がんの分子機構の理解を深めるだけでなく、放射線治療で生じるUFB構造を標的とした革新的な医薬品開発に繋がることが期待される。また、本研究で整備したFIB-SEMによる細胞微細構造解析フローは、染色体構造の可塑性や形態的多様性の理解を進めるための重要な解析手法と位置付けられ、さらに発展していくと考えられる。