DNA損傷修復過程で生じるヒストンタンパク質立体構造変化の放射光分光による追跡

• 研究課題/領域番号: 15K16130
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 広島大学 (2016); 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015)
• 研究代表者: 泉 雄大 広島大学, 放射光科学研究センター, 助教 (20595772)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 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: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: DNA損傷応答 / ヒストン / 円二色性 / 翻訳後修飾 / 放射光 / 放射線生物学

研究成果の概要

円二色性スペクトル測定により、DNA損傷に伴って、ヒストンH2A-H2Bはα-ヘリックス構造が増加するのに対し、H3-H4では逆に、α-ヘリックス構造が減少することを明らかにした。H2A-H2B、H3-H4に生じる構造変化が異なることから、それぞれ異なる構造変化機構が関与していることが示唆された。さらに、DNA損傷に伴って生じる「異常な」構造は、少なくとも24時間にわたって保たれ続ける事が明らかとなった。ヒストンの構造変化は、DNA損傷応答、例えば、DNA損傷修復機構、において、何らかの重要な役割を果たしていると考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] Synchrotron SOLEIL/University of Paris South/University of Pierre and Marie Curie(フランス)
• [国際共同研究] Synchrotron SOLEIL/University of Paris South/University of Pierre and Marie Curie(フランス)
• [雑誌論文] DNA damage response induces structural alterations of histone H3-H4 (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Izumi, K. Fujii, S. Yamamoto, K. Matsuo, H. Namatame, M. Taniguchi, and A. Yokoya
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 58 号: 1 ページ: 59-65
  • DOI: 10.1093/jrr/rrw086
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural transition from β-strand and turn to α-helix in histone H2A-H2B induced by DNA damage response (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Izumi, K. Fujii, F. Wien, C. Houee-Levin, S. Lacombe, D. Salado-Leza, E. Porcel, R. Masoud, S. Yamamoto, M. Refegiers, M. -A. Herve du Penhoat, and A. Yokoya
  • 雑誌名: Biophysics Journal 巻: 111 号: 1 ページ: 69-78
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2016.06.002
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 放射線DNA損傷の修復応答を開始させる染色体タンパク質ヒストンの構造変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 泉 雄大、山本悟史、藤井健太郎、横谷明徳
  • 雑誌名: Isotope News 巻: 746 ページ: 2-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 紫外円二色性スペクトル測定を用いたタンパク質構造研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 泉 雄大、山本悟史、藤井健太郎、横谷明徳
  • 雑誌名: 放射線生物研究 巻: 51 ページ: 91-106
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Secondary structure alterations of histones H2A and H2B in X-irradiated cancer cells: Altered histones persist in cells for at least 24 hours (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. izumi, S. Yamamoto, K. Fujii, and A. Yokoya
  • 雑誌名: Radiation Research 巻: 184 号: 5 ページ: 554-558
  • DOI: 10.1667/rr14071.1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Structural changes of histoneinduced by DNA damage response (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Izumi
  • 学会等名: Hiroshima International Workshop on Circular Dichroism Spectroscopy 2017 ~Application to Imaging Microscopy and Radiation Biology~
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
  • 年月日: 2017-02-28
  • 国際学会
• [学会発表] 放射光円二色性分光によるDNA損傷誘起ヒストン二次構造変化の観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 泉 雄大、山本悟史、藤井健太郎、松尾光一、横谷明徳
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神戸芸術センター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2017-01-07
• [学会発表] DNA損傷応答により生じるヒストンの二次構造変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 泉 雄大、山本悟史、藤井健太郎、松尾光一、横谷明徳
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第59回大会
  • 発表場所: JMSアステールプラザ（広島県広島市）
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] DNA損傷により誘起されるヒストンタンパク質の二次構造変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 泉 雄大、山本悟史、藤井健太郎、松尾光一、横谷明徳
  • 学会等名: 第59回放射線化学討論会
  • 発表場所: QST高崎量子応用研究所（群馬県高崎市）
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] Secondary structural alteration of histone H2A-H2B induced by DNA damage responses (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Izumi, S. Yamamoto, K. Fujii, and A. Yokoya
  • 学会等名: 14th International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2016-03-20
  • 国際学会
• [学会発表] VUV-CD measurements of histone H2A-H2B proteins: Secondary structural alteration induced by DNA damage responses (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Izumi
  • 学会等名: The 20th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
  • 年月日: 2016-03-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 研究成果のプレスリリースページ
  • URL: http://www.jaea.go.jp/02/press2015/p15110501/