2016 Fiscal Year Annual Research Report
Repair pathway of DNA double strand breaks in S-phase cells
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25340042
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
矢島 浩彦 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 人材育成センター, 主任研究員(任常) (30261895)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | DNA二本鎖切断 / DNA修復 / 相同組換え / end resection / CtIP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA二本鎖切断(DSB)は、主として非相同末端結合と相同組換え(HR)によって修復される。HRの反応は、5’側のDNA鎖の削り込み(resection)により3’の一本鎖が露出することから始まる。HRには姉妹染色分体が必須のため、S期後期とG2期でのみ起こると考えられてきた。DNA未複製領域に生じたDSBの修復に関しては新規の概念が必要であると考え、本研究を始めた。まず、DSB構造の複雑さが修復経路選択の重要な要因であることを明らかにし、複雑なDSBを生じさせる高LET重粒子線照射後は、G1期細胞でもCtIP依存的なresection活性を示す事も明らかにした。CtIPはresectionの始動段階で機能し、resection活性の細胞周期制御を解明する上でも重要な因子である。CtIPがresectionの進行後にも何らかの役割を持っている可能性を報告し、CtIPと相互作用するタンパク質の探索も進めて幾つかの候補が得られた。
複雑なDSBがどのような経路で修復されているかを検討するために、重粒子線誘発HPRT遺伝子変異細胞株を分離した。遺伝子内部での欠失配列を解析するために多くの変異株についてエクソンPCRを実施したところ、変異株の大多数は全てのエクソンを保持しているか逆に全てを失っているかのどちらかであった。損傷構造の違いによる修復方法の差を、修復の痕跡を調べる事によって定量的に解析するためには相当数の変異株を用いる必要が有ると判断される。
また、損傷の質の違いによってもたらされるDNA一本鎖領域の生成程度の違いが細胞シグナルにどの様な影響を及ぼしているかを検討するため、照射後の細胞運命関連遺伝子の発現レベルを定量性PCRによって解析した。その結果、高LET放射線では細胞老化、細胞死関連遺伝子がX線に比べて高いレベルで誘発されている事が明らかになった。
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