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Mechanisms of radiation-induced chromosome abnormalities

Research Project

Project/Area Number 18H03373
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 63020:Radiation influence-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

田代 聡  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (20243610)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 堀越 保則  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (00719429)
孫 継英  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (80397926)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Keywords放射線被ばく / 染色体構造異常 / 放射線誘発核内ドメイン / 医療放射線被ばく
Outline of Annual Research Achievements

放射線被ばくによる染色体構造異常の形成機構について、DSBs修復に関連する蛋白質が損傷部位に集積し構築する「放射線誘発核内ドメイン」に注目し、染色体構造異常の形成メカニズムの解明に取り組む。また、低線量放射線被ばく、特に医療放射線被ばくによるゲノム障害について、染色体構造異常や放射線誘発核内ドメインをマーカーに用いて取り組む。これらの研究を推進することにより、分子細胞生物学的及び分子細胞遺伝学的観点から包括的な放射線の人体影響の解明に取り組む。
放射線誘発核内ドメインの構造構築解析では、化学反応としてのゲノム修復に位置情報を組み入れた染色体構造異常の形成メカニズムを検討するために、超解像顕微鏡や次世代シーケンサーを用いたHi-C解析を用いて放射線誘発核内ドメイン内部の微細構造及び染色体DNAとの関連についての解析を行う。令和元年度は、RAD51フォーカスとRAD51以外の修復関連タンパク質が構築するgH2AXや53BP1フォーカスなどの放射線誘発核内ドメインとの相対的位置関係の変化を検討し、染色体構造異常の形成機構の解明に取り組んだ。
医療放射線被ばくのゲノム損傷評価では、CT検査などの医療放射線被ばくによる染色体異常誘導の解析を行うことで、医療放射線被ばくの人体影響を定量的に評価する。さらに、gH2AXフォーカスなどの放射線誘発核内ドメインの自動解析システムを用いたゲノム損傷の定量的評価法の確立に取り組む。令和元年度は、広島大学病院で低線量胸部CT検査を受ける症例について、検査の前後に末梢血を採取し、二動原体染色体・環状染色体のPNA-FISH法による検出を行ない、通常線量CT検査では明らかであった染色体異常、gH2AXフォーカスの上昇が認められず、肺癌検診での低線量胸部CT検査の正当化を支持する結果を得て、論文発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

放射線誘発核内ドメインの構造構築解析については、RAD51フォーカスとRAD51以外の修復関連タンパク質が構築するgH2AXや53BP1フォーカスなどの放射線誘発核内ドメインとの相対的位置関係の変化を検討した。これらの解析を通して、損傷部位と姉妹染色分体上などの相同部位との正確な会合のメカニズムを明らかにすることで、染色体構造異常の形成機構の解明に取り組んだ。
医療放射線被ばくのゲノム損傷評価については、広島大学病院で低線量胸部CT検査を受ける症例について、検査の前後に末梢血を採取し、二動原体染色体・環状染色体のPNA-FISH法による検出を行ない、通常線量CT検査では明らかであった染色体異常、gH2AXフォーカスの上昇が認められず、肺癌検診での低線量胸部CT検査の正当化を支持する結果を得てRadiology誌に論文発表を行い、大きな反響があった。

Strategy for Future Research Activity

放射線誘発核内ドメインの構造構築解析については、引き続きRAD51フォーカスとRAD51以外の修復関連タンパク質が構築するgH2AXや53BP1フォーカスなどの放射線誘発核内ドメインとの相対的位置関係の変化を検討する。これらの解析を通して、損傷部位と姉妹染色分体上などの相同部位との正確な会合のメカニズムを 明らかにすることで、染色体構造異常の形成機構の解明に取り組む。令和2年度は、放射線による様々なゲノム損傷の修復に関わるRA D51が修復のために構築する核内高次構造体としての放射線誘発核内ドメインの構造の違いについての解析を進め、ゲノム損傷の種類に合わせ た最適な修復がどのように行われているのかを検討する予定である。
医療放射線被ばくのゲノム損傷評価については、引き続き、広島大学病院でCT検査を受ける症例について、検査の前後に末梢血を採取し、PNA-FISH法の技術を用いてリンパ球についての二動原体染色体・環状染色体の検出を行い、CT検査による低線量被ばくの人体影響を評価するためのデータを蓄積する。さらにgH2AXフォーカスを用いたDNA損傷誘導についての検討も進める。令和2年度は広島大学病院で肝炎、 肝臓がんなどのためCT検査を受ける症例について 、 検査の前後に末梢血を採取し、二動原体染色体・環状染色体のPNA-FISH法による検出を行う。さらに、PET-CT症例についても同様の解析を行い 、FDGによる内部被曝の影響評価を行う。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(39 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article Presentation Book Remarks

  • [Journal Article] Biological Effects of Low-Dose Chest CT on Chromosomal DNA2020

    • Author(s)
      Sakane H, Ishida M, Shi L, Fukumoto W, Sakai C, Miyata Y, Ishida T, Akita T, Okada M, Awai K, Tashiro S.
    • Journal Title

      Radiology

      Volume: 190389 Pages: 190389

    • DOI

      10.1148/radiol.2020190389

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of dynamic nuclear deformation on genomic architecture reorganization.2019

    • Author(s)
      Seirin-Lee S, Osakada F, Takeda J, Tashiro S, Kobayashi R, Yamamoto T, Ochiai H.
    • Journal Title

      PLoS Comput Biol.

      Volume: 15(9) Pages: e1007289

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1007289

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Matrin3 promotes homologous recombinational repair by regulation of RAD512019

    • Author(s)
      Shi L, Sun J, Kinomura A, Fukuto A, Horikoshi Y, Tashiro S.
    • Journal Title

      J Biochem.

      Volume: 166 Pages: 343-351

    • DOI

      10.1093/jb/mvz041.

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] DNA Damage and Senescence-Associated Inflammation in Cardiovascular Disease.2019

    • Author(s)
      Ishida T, Ishida M, Tashiro S, Takeishi Y
    • Journal Title

      Biol Pharm Bull.

      Volume: 42(4) Pages: 531-537

    • DOI

      10.1248/bpb.b18-00865. Review.

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 放射線被ばくによる染色体異常2019

    • Author(s)
      田代 聡
    • Journal Title

      日本整形外科学会誌

      Volume: 93(10) Pages: 769-773

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  • [Journal Article] 放射線被ばくによるDNA損傷と染色体異常2019

    • Author(s)
      坂根 寛晃、田代 聡
    • Journal Title

      臨床整形外科

      Volume: 54(4) Pages: 392-395

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  • [Journal Article] Chromosomal Abnormalities in Human Lymphocytes after Computed Tomography Scan Procedure.2018

    • Author(s)
      Shi L, Fujioka K, Sakurai-Ozato N, Fukumoto W, Satoh K, Sun J, Awazu A, Tanaka K, Ishida M, Ishida T, Nakano Y, Kihara Y, Hayes CN, Aikata H, Chayama K, Ito T, Awai K, Tashiro S.
    • Journal Title

      Radiat Res.

      Volume: 190 Pages: 424-432

    • DOI

      10.1667/RR14976.1. Epub 2018 Jul 24.

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Distinct roles of ATM and ATR in the regulation of ARP8 phosphorylation to prevent chromosome translocations.2018

    • Author(s)
      Sun J, Shi L, Kinomura A, Fukuto A, Horikoshi Y, Oma Y, Harata M, Ikura M, Ikura T, Kanaar R, Tashiro S.
    • Journal Title

      Elife.

      Volume: 7 Pages: pii: e32222.

    • DOI

      10.7554/eLife.32222.

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Estimation of the effects of medical diagnostic radiation exposure based on DNA damage.2018

    • Author(s)
      Shi L, Tashiro S.
    • Journal Title

      J Radiat Res.

      Volume: 59 Pages: ii121-ii129.

    • DOI

      10.1093/jrr/rry006.

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 放射線災害と子ども2018

    • Author(s)
      田代 聡
    • Journal Title

      小児内科

      Volume: 50 (3) Pages: 411-413

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ヌクレオームコンソーシアム2018

    • Author(s)
      田代 聡、木村 宏
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 58(4) Pages: 221-222

    • DOI

      10.2142/biophys.58.221

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      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] 放射線と染色体異常2018

    • Author(s)
      田代 聡
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 36(17) Pages: 192-196

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  • [Presentation] Clinical Applications of Biological Dosimetry2020

    • Author(s)
      Satoshi Tashiro
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      HICARE/IAEA Workshop (Workshop on Biological and Internal Dosimetry; Recent advance and clinical application)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 原爆放射線医科学研究所の研究 ~医療への応用~2020

    • Author(s)
      田代 聡
    • Organizer
      放射線の人体影響に関する講演会「被爆の研究とみなさんの生活」
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Recent advances and clinical application of biological dosimetory2019

    • Author(s)
      Satoshi Tashiro
    • Organizer
      IAEA STSテクニカルミーティング (Technical Meeting on Communication on Low-Dose Radiation - the Role of Science, Technology and Society)
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  • [Presentation] 細胞核の地勢学2019

    • Author(s)
      田代 聡
    • Organizer
      慶應義塾大学医学部 分子生物セミナー
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  • [Presentation] 被ばく医療と広島大学原爆放射線医科学研究所2019

    • Author(s)
      田代 聡
    • Organizer
      広島西ロータリークラブ 例会卓話
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  • [Presentation] Chromosomal Abnormalities in Human Lymphocytes after Computed Tomography Scan Examination2019

    • Author(s)
      Satoshi Tashiro
    • Organizer
      ICRR in Manchester
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  • [Presentation] ゲノム修復の染色体動態2019

    • Author(s)
      田代 聡
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      第78回日本癌学会
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  • [Presentation] Chromosomal Abnormalities in Human Lymphocytes after Computed Tomography Scan Examination2019

    • Author(s)
      Satoshi Tashiro
    • Organizer
      Radiation Research Society 65th Annual Meeting
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  • [Presentation] Recent advances and clinical applications of biological dosimetry2019

    • Author(s)
      Satoshi Tashiro
    • Organizer
      the 3th isRTB@Suzhou 国際シンポジウム
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  • [Presentation] Clinical Applications of Biological Dosimetry2019

    • Author(s)
      Satoshi Tashiro
    • Organizer
      The Bilateral Workshop on the Radiation Medicine and Nuclear Emergency Preparedness between Hiroshima University and Soochow University 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放射線被ばくによる染色体異常の形成2019

    • Author(s)
      田代聡
    • Organizer
      理研 科学技術ハブ
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    • Invited
  • [Presentation] 医療放射線の適正管理について2018

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      田代聡
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      第91回日本整形外科学会学術総会
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      2018 Annual Research Report
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  • [Presentation] DNA修復のヌクレオソ-ム研究2018

    • Author(s)
      田代聡
    • Organizer
      第18回日本抗加齢医学会総会
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  • [Presentation] 低線量放射線照射による染色体異常の誘導2018

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      田代聡
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      物質・デバイス領域共同研究拠点H29年度成果報告会
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  • [Presentation] 放射線生物学の基礎2018

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      放射線健康リスク夏季セミナー
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  • [Presentation] 医療放射線被ばくと染色体異常2018

    • Author(s)
      田代聡
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      広島腫瘍セミナー2018
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  • [Presentation] Prevention of chromosome translocations thorugh ARP8 phosphorylation by ATM2018

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      Satoshi Tashiro
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      EMBO/EMBL Symposia Principles of Chromosome Structure and Function
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  • [Presentation] Mechanism of accurate DNA repair to prevent chromosome translocations2018

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      Satoshi Tashiro
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      プロテイン・アイランド・松山(PIM)2018 第16回松山国際学術シンポジウム
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  • [Presentation] クロマチンの動態と調節を新技術で捉える試み2018

    • Author(s)
      田代聡
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      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] SUMO化修飾によるDNA損傷依存的ヒストンバリアントH2A.Z-2の交換的反応制御2018

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      田代聡
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      第77回日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] 染色体異常を防ぐゲノム修復制御2018

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      田代聡
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      日本環境変異原学会第47回大会
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    • Invited
  • [Presentation] 放射線誘発核内ドメイン構築の時空間的制御2018

    • Author(s)
      田代聡
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
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  • [Presentation] Regulation of ARP8 phosphorylation by ATM to prevent chromosome translocations2018

    • Author(s)
      Satoshi Tashiro
    • Organizer
      7th Meeting of the Asian Forum of Chromosome and Chromatin Biology
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ゲノム修復核内ドメインの構造構築2018

    • Author(s)
      田代聡
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] 最新Body CT診断2018

    • Author(s)
      福本 航、石田万理、田代 聡
    • Total Pages
      380
    • Publisher
      メディカル・サイエンス・インターナショナル社
    • ISBN
      ISBN:9784895929073
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      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 低線量放射線に対する感受性には個人差があることが判明

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/rbm/news/47804

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 放射線や抗がん剤による染色体異常を防ぐ分子機構を解明

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/rbm/news/45307

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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