非ヒストンタンパク質のアセチル化修飾を介したＤＮＡ損傷応答制御機構の解明

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23651050
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: 安田 武嗣 独立行政法人放射線医学総合研究所, 緊急被ばく医療研究センター, 主任研究員 (60332269)
• Keywords: アセチル化 / DNA修復 / DNA損傷応答 / ヌクレオチド除去修復 / アポトーシス / 相同組換え / 放射線 / 幹細胞

Research Abstract

我々は、DNA損傷応答に関わる非ヒストンタンパク質の中で、試験管内でCBPおよびp300のヒストンアセチル化酵素によりアセチル化されるタンパク質を複数同定していた。同定されたタンパク質の解析により、ヌクレオチド除去修復やアポトーシス誘導におけるアセチル化修飾の重要性が明らかになった。
同定されたタンパク質の中で、ヒトRad52タンパク質は、相同組換えによるDNA二重鎖切断（DSB）修復に関わっている。ヒトRad52のアセチル化はDSBにより誘導され、このアセチル化誘導はHEK293細胞でもヒト間葉系幹細胞でも起こった。この結果から、Rad52のアセチル化は、分化した細胞と幹細胞の両方において、DNA損傷応答に重要な役割を果たすことが示唆された。また、試験管内のRad52のアセチル化はDNAやRPAの添加により阻害されたことから、DSBによるRad52のアセチル化誘導はRad52が損傷DNAに結合する前に起きることが示唆される。Rad52のアセチル化やアセチル化部位のアセチル化類似変異であるグルタミンへの置換変異により、試験管内でのRad52の生化学的活性の変化が観察された。アセチル化されるリジンの中で、核移行に関わっていない10カ所をアセチル化されないアルギニンに置換すると、野生型Rad52で観察される放射線照射後のDSB部位への集積に異常が見られた。この変異型Rad52発現細胞では、RPAは DSB部位へ集積していたが、Rad51のDSB部位への集積にも異常が見られ、放射線照射によって誘導される細胞内相同組換えが阻害されていた。以上の結果から、Rad52のアセチル化が相同組換えの制御に重要であることが示せた。
アセチル化される新規タンパク質を、さらに二つ同定し、アセチル化部位を決定した。これらのタンパク質のアセチル化の役割について解析を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Clinical Impact of Radiation-Resistant Mesenchymal Stem Cells in Bone Marrow Deduced from Preclinical Studies (2013)
  • Author(s): Michikawa, Y., Hazawa, M., Saotome-Nakamura, A., Yasuda, T., Gotoh, T., Tajima, K
  • Journal Title: Journal of Bone Marrow Researc Volume: 1
  • DOI: doi:10.4172/jbmr.1000101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sulfation of keratan sulfate proteoglycan reduces radiation-induced apoptosis in human Burkitt's lymphoma cell lines (2013)
  • Author(s): Nakayama, F., Umeda, S., Ichimiya, T., Kamiyama, S., Hazawa, M., Yasuda, T., Nishihara, S., Imai, T
  • Journal Title: FEBS Letters Volume: 587 Pages: 231-237
  • DOI: doi:10.1016/j.febslet.2012.12.002.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural stability of human fibroblast growth factor-1 is essential for protective effects against radiation-induced intestinal damage (2013)
  • Author(s): Nakayama, F., Umeda, S., Yasuda, T., Asada, M., Motomura, K., Suzuki, M., Zakrzewska, M., Imamura, T., and Imai, T
  • Journal Title: Int. J. Radiat. Biol. Phys. Volume: 85 Pages: 477-483
  • DOI: doi:10.1016/j.ijrobp.2012.04.042
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vitronectin improves cell survival after radiation injury in human umbilical vein endothelial cells (2012)
  • Author(s): Hazawa, M., Yasuda, T. (corresponding author), Noshiro, K., Saotome-Nakamura, A., Fukuzaki, T., Michikawa, Y., Gotoh, T., and Tajima, K.
  • Journal Title: FEBS Open Bio Volume: 2 Pages: 334-338
  • DOI: doi:org/10.1016/j.fob.2012.10.002
  • Peer Reviewed
• [Presentation] DNA修復におけるクロマチン構造の影響とヒストンアセチル化酵素の役割 (2013)
  • Author(s): 安田 武嗣
  • Organizer: 平成25年東京RBC新春放談会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 20130126-20130126
  • Invited
• [Presentation] DNA損傷によるヒトRad52タンパク質のアセチル化は、DNA二重鎖切断部位への集積に必要である (2012)
  • Author(s): 安田 武嗣、齋藤 健吾、香川 亘、荻 朋男、 ら
  • Organizer: 第３５回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20121211-20121214
• [Presentation] ヒト間葉系幹細胞におけるヒトRad52タンパク質のDNA損傷によるアセチル化誘導 (2012)
  • Author(s): 早乙女 愛、安田 武嗣、齋藤 健吾、香川 亘、荻 朋男、鈴木 健祐、堂前 直、日野 拓也、中沢 由華、羽澤 勝治、花岡 文雄、菅澤 薫、岡安 隆一、胡桃坂 仁志、田嶋 克史
  • Organizer: 第３５回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20121211-20121214
• [Presentation] Acetylation of human Rad52 protein by CBP/p300 (2012)
  • Author(s): Takeshi Yasuda, Kengo Saito, Wataru Kagawa, Tomoo Ogi, Takehiro Suzuki, Naoshi Dohmae, Takuya Hino, Yuka Nakazawa, Ai Saotome-Nakamura, Takamitsu Kato, Matthew Genet, Masaharu Hazawa, Masanori Tomita, Fumio Hanaoka, Kaoru Sugasawa, Penny Jeggo, Ryuichi Okayasu, Katsushi Tajima, Hitoshi Kurumizaka
  • Organizer: The 8th 3R symposium
  • Place of Presentation: 兵庫県
  • Year and Date: 20121125-28
• [Presentation] DNA damage induced-acetylation of human Rad52 protein (2012)
  • Author(s): Ai Saotome、Takeshi Yasuda、Kengo Saito、Wataru Kagawa、Tomoo Ogi、et al.
  • Organizer: The 8th 3R symposium
  • Place of Presentation: 兵庫県
  • Year and Date: 20121125-20121128
• [Presentation] 非ヒストンタンパク質のアセチル化修飾を介したDNA修復制御機構 (2012)
  • Author(s): 安田 武嗣
  • Organizer: 遺伝研研究集会 「遺伝情報の安定性を支える分子メカニズム」
  • Place of Presentation: 三島
  • Year and Date: 20121003-20121004
• [Presentation] DNA損傷応答に関わる新規アセチル化標的タンパク質の同定 (2012)
  • Author(s): 安田 武嗣、齋藤 健吾、香川 亘、荻 朋男、鈴木 健祐、堂前 直、日野 拓也、中沢 由華、早乙女 愛、羽澤 勝治、花岡 文雄、菅澤 薫、岡安 隆一、胡桃坂 仁志、田嶋 克史
  • Organizer: 日本遺伝学会 第84回大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20120924-20120926
• [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞膜透過性の繊維芽細胞増殖因子の医療用途 (2012)
  • Inventor(s): 中山文明、梅田禎子、安田武嗣、藤田真由美、今井高志
  • Industrial Property Rights Holder: 同上
  • Industrial Property Number: 特願2012-259816
  • Filing Date: 2012-11-28