超高解像度顕微鏡を用いた重粒子線誘発DNAクラスター損傷修復の可視化

• 研究課題/領域番号: 15K15449
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 公益財団法人佐々木研究所 (2016); 群馬大学 (2015)
• 研究代表者: 磯野 真由 公益財団法人佐々木研究所, 附属研究所, 研究員(移行) (90713511)
• 研究協力者: 柴田 淳史 国立大学法人群馬大学, 医学系研究科, 助教 (30707633)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: DNAクラスター損傷 / 重粒子線 / 染色体異常 / DNA修復 / ゲノム不安定性 / 超高解像度顕微鏡

研究成果の概要

重粒子線照射は局所集中的に多様なDNA損傷(クラスター損傷)を誘発すると考えられているが、未だ細胞レベルでクラスター損傷の可視化は出来ていない。本研究では次世代3D超高解像度顕微鏡を用いて重粒子線誘発DNA損傷の可視化を試みた。重粒子線誘発DNA二本鎖切断(DSB)の可視化には、DSB末端の一本鎖DNA領域に集積するRPA fociをマーカーとして用いた。我々は重粒子線が通過した軌道上に非常に近接して複数個のRPA fociが存在することを見出した。このような近接した複数のDSBの生成は、重粒子線特異的であり、X線と比較した際の高い染色体異常や細胞致死性を導く要因となることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] BRCA1 directs the repair pathway to homologous recombination by promoting 53BP1 dephosphorylation (2017)
  • 著者名/発表者名: Mayu Isono, Atsuko Niimi, Takahiro Oike, Yoshihiko Hagiwara, Hiro Sato, Ryota Sekine, Yukari Yoshida, Shin-Ya Isobe, Chikashi Obuse, Ryotaro Nishi, Elena Petricci, Shinichiro Nakada, Takashi Nakano, Atsushi Shibata
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 18 号: 2 ページ: 520-532
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.12.042
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Carbon-ion beams effectively induce growth inhibition and apoptosis in human neural stem cells compared with glioblastoma A172 cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Isono M, Yoshida Y, Takahashi A, Oike T, Shibata A, Kubota Y, Kanai T, Ohno T, Nakano T.
  • 雑誌名: J Radiat Res. 巻: 56 号: 5 ページ: 856-861
  • DOI: 10.1093/jrr/rrv033
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The EGFR mutation status affects the relative biological effectiveness of carbon-ion beams in non-small cell lung carcinoma cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Amornwichet N, Oike T, Shibata A, Nirodi CS, Ogiwara H, Makino H, Kimura Y, Hirota Y, Isono M, Yoshida Y, Ohno T, Kohno T, Nakano T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 11 号: 1 ページ: 11305-11305
  • DOI: 10.1038/srep11305
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 炭素イオン線誘発DNA二本鎖切断の修復経路選択における線エネルギー付与の効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 萩原慶彦，磯野真由，新美敦子，尾池貴洋，佐藤浩央，中野隆史，柴田淳史
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市, 神奈川県
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] BRCA1 directs the repair pathway to homologous recombination by promoting 53BP1 dephosphorylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Mayu Isono, Atsuko Niimi, Yoshihiko Hagiwara, Ryotaro Nishi, Shinya Isobe, Chikashi Obuse, Elena Petricci, Shinichiro Nakada, Takashi Nakano and Atsushi Shibata
  • 学会等名: The 10th 3R Symposium
  • 発表場所: Matsue, Shimane, Japan
  • 年月日: 2016-11-13
  • 国際学会
• [学会発表] The effect of Linear Energy Transfer in DNA double strand break repair pathway choice in G2 cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Hagiwara, Atsuko Niimi, Mayu Isono, Takahiro Oike, Hiro Sato, Takashi Nakano and Atsushi Shibata
  • 学会等名: The 10th 3R Symposium
  • 発表場所: Matsue, Shimane, Japan
  • 年月日: 2016-11-13
  • 国際学会
• [学会発表] BRCA1によるDSB end resectionの時空間的制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯野真由
  • 学会等名: 第38回 日本分子生物学会・第88回日本生化学会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル 本館 B1F 偕楽1(神戸市)
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] The complexity of damage at the DNA break ends induces rapid DNA double strand break resection (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯野真由
  • 学会等名: ICRR2015
  • 発表場所: 国立京都国際会議場(京都市)
  • 年月日: 2015-05-25
  • 国際学会