2021 Fiscal Year Annual Research Report
全ゲノム領域に共通した正確なDNA修復を保証するDSB修復経路選択機構の研究
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21H03596
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
柴田 淳史 群馬大学, 未来先端研究機構, 准教授 (30707633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山内 基弘 九州大学, アイソトープ統合安全管理センター(馬出地区), 准教授 (60437910)
宮成 悠介 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 准教授 (60469608)
安原 崇哲 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (90757056)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | DNA修復 / 放射線 / クロマチン / 転写 / 染色体転座 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線はヒト体内にあるDNAに対して様々な形状の損傷を与える。その多様なDNA損傷の中で、DNA二重鎖が同時に切断されるDNA二本鎖切断は最も重篤なDNA損傷の一つとされている。一方で人体は、傷ついたDNAを復元する「DNA修復」という機能を持つことから、正確にDNAを修復できるかどうかがその後の人体の運命決定に大きな影響を与える。本研究ではDNA修復の精度に関わる最重要分子である53BP1を対象に、その詳細な分子機構解明に挑戦する。人体がどのようにして正確なDNA修復を実現するか、その仕組みを明らかにすることで、放射線障害の低減に貢献することができると考えている。放射線照射が誘発するDNA二本鎖切断（DSB）は重篤なDNA損傷の一つとされ、その修復の成否は細胞の運命決定に大きな影響を与える。ヒト細胞に生じたDSBは、非相同末端連結（NHEJ）または相同組換え（HR）のいずれかに修復される。我々は、放射線照射直後、DSB近傍ではNHEJに適したコンパクトなクロマチン構造が構築され、HRの進行と伴にクロマチン構造が変化することで、NHEJからHRへの切り替えを促進していることを明らかにしている。そのクロマチン環境変化を制御する因子は53BP1であることが示唆されているが、その詳細な分子機構は未解明である。本研究では、細胞がどのようにしてクロマチン環境をNHEJからHRに適した構造へと変化させているのか、DSB発生から時間の経過と伴に局在を変化させる「53BP1 repositioning（再配置）」と呼ばれる現象に着目し、その分子機構の解明に迫る。本年度は、超高解像度蛍光顕微鏡3D-SIM（OMX）を用いた53BP1を可視化した結果、53BP1が形成する複数のナノドメインの観察に成功し、それらナノドメイン数の定量およびナノドメイン間の距離の測定方法を確立した。
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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
当初の計画通り
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、超高解像度蛍光顕微鏡3D-SIM（OMX）を用いた53BP1の集積について、53BP1変異体を解析する。
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