2015 Fiscal Year Annual Research Report
相同組換え修復開始を導くクロマチン構造変換後のpseudo転写構造形成の解明
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26701005
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
柴田 淳史 群馬大学, 先端科学研究指導者育成ユニット, 助教 (30707633)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | DNA修復 / Homologous recombination / NHEJ / クロマチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線照射（IR）によって生じるDNA損傷の中でも、DNA二本鎖切断（DSB）は最も重篤な損傷であり、その修復の成否は細胞の生死を決める。DSBに対する修復経路はnon-homologous end joining(NHEJ)及びhomologous recombination(HR)の２つがある。NHEJは簡略化された分子機構とそれに伴う素早い修復速度で迅速にDSBを修復する。またNHEJは細胞周期を問わずDSBを修復することが出来る。しかしながら修復後の連結部位に欠失変異等を引き起こす。一方でHRは姉妹染色分体必要であるためS/G2期のみで機能する。HRの最大の利点はその正確な修復反応機構である。しかしHPは修復速度が遅くDNA損傷後の細胞周期チェックポイント機構が厳密ではないヒト細胞においては損傷を有するまま分裂期に進行する危険がある。これまでの申請者らの研究から、ヒトS/G2期細胞においてIR後に用いられる主要経路はNHEJであり、HRはマイナー経路である事が分かっている。また、NHEJがDSB修復の第一選択であり、NHEJからHRへの移行、つまりHR開始点が両修復経路決定の運命を担う分岐点である事が分かってきた。本研究ではHR開始に関わる新規DNA-end resection因子を探索し、HR開始点における新モデルを提案することを目的としている。またHR開始点で必要と考えられるクロマチン構造変化を導くヒストン修飾酵素を同定することで、HR開始に必要なゲノム構造変換とその分子機構を明らかにする。siRNAライブラリー及びIP-MSを用いた別々の方法により、合計５つの新規HR候補因子が見出された。これらの因子をsiRNAによりノックダウンした細胞ではRPAのリン酸化だけではなく、RAD51 foci形成の減少及びHR頻度の低下が認められた。
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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
研究計画にあるスクリーニング及び発見された因子の機能解析が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規HR候補因子について、分子間相互作用を含めた分子生物学的機能解析を行う。本年度はDSB近傍に生じるpsuedo転写構造またはループ構造を検出する系を確立し、これまでに候補に挙げられている新規HR因子（転写因子を含む）がDSB発生時のpsuedo転写に関わるかどうかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
HR修復に関わる可能性がある５遺伝子を選定し現在は機能解析を優先して行っており、その他の因子についてのsiRNAによる二次スクリーンを一時中断したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度では新規因子について、数種類の異なる実験系からアプローチすることでその機能解析を行う。特に蛍光顕微鏡を用いた実験系の設置のため、蛍光フィルターやレンズを購入する。また最終年度ではあるが、新しい実験系確立のために分子生物学的知識と技術を有した研究員が必要であることから博士研究員を１年間雇用する。
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Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Visualization of complex DNA double-strand breaks in a tumor treated with carbon ion radiotherapy2016
Author(s)
Takahiro Oike, Atsuko Niimi, Noriyuki Okonogi, Kazutoshi Murata, Akihiko Matsumura, Shin-Ei Noda, Daijiro Kobayashi, Mototaro Iwanaga, Keisuke Tsuchida, Tatsuaki Kanai, Tatsuya Ohno, Atsushi Shibata & Takashi Nakano
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The EGFR mutation status affects the relative biological effectiveness of carbon-ion beams in non-small cell lung carcinoma cells2015
Author(s)
Napapat Amornwichet, Takahiro Oike, Atsushi Shibata, Chaitanya S. Nirodi, Hideaki Ogiwara, Haruhiko Makino, Yuka Kimura, Yuka Hirota, Mayu Isono, Yukari Yoshida, Tatsuya Ohno, Takashi Kohno & Takashi Nakano
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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