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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Investigation of the new factors regulating transcription-associated DNA double-strand break repair

Research Project

Project/Area Number 21H03597
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

安原 崇哲  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (90757056)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
KeywordsDSB修復 / 転写 / R-loop / ゲノム安定性 / RAP80
Outline of Annual Research Achievements

ゲノム中の転写領域では、R-loop構造とよばれるDNA-RNAハイブリッド二重鎖と一重鎖DNAからなる特殊な核酸構造を起点としてDNA二重鎖切断(DSB)を正確に修復する。これまでに我々のグループは、S/G2期において転写共役型相同組換え修復がこれらのDSBを正確に修復していることを明らかにしてきた(Yasuhara et al. Cell 2018)。しかしながら、静止期においてこれらのDSBがどのように修復されているかについては分かっていなかった。転写共役型DSB修復に関連する新た
な因子として、データベースを用いたスクリーニングから、ユビキチン鎖に結合する分子RAP80を同定した。RAP80欠損細胞ではR-loop構造の不安定化によるゲノム異常の増加が示唆されたため、一重鎖DNA部位の挙動の追跡を行った。その結果、RAP80欠損細胞ではR-loop内の一重鎖DNA部位が不安定化していることが判明した。つまり、RAP80が一重鎖DNAの安定化に寄与することが示された。また、このRAP80によるR-loopの安定化は、特に細胞周期のG1期においてBRCA1, Polθ, LIG1/3などが関与する転写共役型末端結合(TA-EJ)を誘導し、DSBを迅速に修復していることが明らかとなった。これらのことから、転写活性化部位に生じたDSBはR-loopを誘導するが、R-loop内の一重鎖DNAはRAP80の機能によってヌクレアーゼから保護され、TA-EJが転写活性化部位のゲノム安定性に重要な役割を果たしているというモデルが考えられた(Yasuhara et al. Cell Rep 2022)。
今年度は転写共役型DSB修復に関連する因子のスクリーニングと、RAP80をDSB部位へ誘導する因子の同定を目指して研究を進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

転写共役型DSB修復に関連するいくつかの候補因子を同定することができた。

Strategy for Future Research Activity

同定した候補因子について詳しく解析し、そのDSB修復における機能を解明する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] マサチューセッツ総合病院(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      マサチューセッツ総合病院
  • [Int'l Joint Research] オックスフォード大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      オックスフォード大学
  • [Journal Article] Condensates induced by transcription inhibition localize active chromatin to nucleoli2022

    • Author(s)
      Yasuhara Takaaki、Xing Yu-Hang、Bauer Nicholas C.、Lee Lukuo、Dong Rui、Yadav Tribhuwan、Soberman Roy J.、Rivera Miguel N.、Zou Lee
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 82 Pages: 2738~2753

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2022.05.010

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ゲノム安定性維持機構におけるarcRNA の役割2022

    • Author(s)
      安原 崇哲
    • Journal Title

      月刊「細胞」

      Volume: 54 Pages: 30-33

  • [Journal Article] RNA を介したゲノム安定性の維持機構2022

    • Author(s)
      安原 崇哲
    • Journal Title

      月刊「アグリバイオ」

      Volume: 6 Pages: 77-81

  • [Presentation] Condensates induced by nucleolar stresses mediate gene fusion2023

    • Author(s)
      Takaaki Yasuhara
    • Organizer
      The 19th Ataxia-Telangiectasia workshop (ATW2023Kyoto)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 染色体転座の発生メカニズムに迫る2022

    • Author(s)
      安原 崇哲
    • Organizer
      日本放射線影響学会第65回大会
  • [Presentation] リボソームRNAを足場とした液―液相分離によるゲノム制御機構2022

    • Author(s)
      安原 崇哲
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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