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ヒト細胞のDNA損傷トレランスの連携制御メカニズムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H01775
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線・化学物質影響科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

益谷 央豪  名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (40241252)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2017年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2016年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
キーワードDNA損傷 / DNA複製 / ゲノム不安定性 / 翻訳後修飾 / DNA修復 / 損傷乗り越えDNA合成 / モノユビキチン化 / ゲノム安定性 / 損傷乗り越えDNA複製 / テンプレート・スイッチ / DNAポリメラーゼ・イータ / PCNA / ユビキチン化 / 放射線 / 癌
研究成果の概要

ヒトDNAポリメラーゼ・イータ(Polh)による損傷乗り越えDNA合成(TLS)の制御機構に関して、3つのPCNA相互作用領域の重要性を示し、また、従来の報告とは異なるRAD18相互作用領域を見出した。また、DNA損傷トレランス機構間の切り替えに重要なPCNAのモノユビキチン(Ub)化とポリUb鎖の形成・変換機構を分子レベルで明らかにし、DNA複製の進行停止状況に応じたPCNAのモノUb化とポリUb化の変換機構モデルを提唱した。さらに、USP7による脱Ub化の分子機構を示した。加えて、PCNAホモ3量体のマルチ修飾によって制御されるDNA損傷トレランスの解析系を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

DNA損傷トレランスとは、DNA損傷を受けたゲノムDNAの複製を完了させる機構であり、紫外線や抗がん剤などによって生じるDNA損傷によってゲノムが不安定化し細胞死やがん化を防いでいます。DNA損傷トレランスには複数の経路があると考えられていますが、その制御機構は明らかではありませんでした。本研究により、DNA損傷トレランスの2つの経路の選択に関わるメカニズムの分子基盤が解明されました。紫外線や抗がん剤に対する制対応等を理解する上での知的基盤に加えて、新たな抗がん剤開発のための基盤の構築に貢献したと考えています。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (44件) (うち国際学会 11件、 招待講演 13件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Stepwise multipolyubiquitination of p53 by the E6AP-E6 ubiquitin ligase complex2019

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y, Saeki Y, Arai N, Kawai H, Kukimoto I, Tanaka K, Masutani C.
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 294 号: 41 ページ: 14860-14875

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.008374

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatiotemporal regulation of PCNA ubiquitination in damage tolerance pathways2019

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y, Masutani C.
    • 雑誌名

      Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol.

      巻: 54 号: 5 ページ: 418-442

    • DOI

      10.1080/10409238.2019.1687420

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preferential digestion of PCNA-ubiquitin and p53-ubiquitin linkages by USP7 to remove polyubiquitin chains from substrates2019

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y, Kanao R, Kawai H, Kukimoto I, Masutani C.
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 294 号: 11 ページ: 4177-4187

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.005167

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of HLTF-mediated PCNA polyubiquitination by RFC and PCNA monoubiquitination levels determines choice of damage tolerance pathway2018

    • 著者名/発表者名
      Masuda Yuji、Mitsuyuki Satoshi、Kanao Rie、Hishiki Asami、Hashimoto Hiroshi、Masutani Chikahide
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 46 ページ: 11340-11356

    • DOI

      10.1093/nar/gky943

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of DNA damage tolerance in mammalian cells by post-translational modifications of PCNA2017

    • 著者名/発表者名
      Kanao Rie、Masutani Chikahide
    • 雑誌名

      Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis

      巻: 803-805 ページ: 82-88

    • DOI

      10.1016/j.mrfmmm.2017.06.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DNA polymerase eta2016

    • 著者名/発表者名
      Masutani C, Kanao R, Hanaoka F
    • 雑誌名

      Function of translesion DNA polymerases in genome stability

      巻: - ページ: 73-90

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] ヒト細胞においてセスキテルペン化合物で誘発される複製阻害を回避するメカニズムの解析2020

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵、 益谷央豪
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the regulation mechanism of human DNA polymerase eta via its PCNA interacting protein (PIP) boxes.2019

    • 著者名/発表者名
      Kanao R, Song H, Masuda Y, Masutani C.
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第62回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトUSP7によるユビキチン化PCNAの脱ユビキチン反応の特性2019

    • 著者名/発表者名
      増田雄司、 益谷央豪
    • 学会等名
      変異機構研究会・第31回夏の学校
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトUSP7によるユビキチン化PCNAの脱ユビキチン活性2019

    • 著者名/発表者名
      増田雄司、 益谷央豪
    • 学会等名
      日本遺伝学会91回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト細胞におけるPCNAの翻訳後修飾で制御される新規DNA損傷トレランスの解析2019

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵、 益谷央豪
    • 学会等名
      25回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNAポリメラーゼ・イータ, Rad18とDNAの相互作用に関する解析2019

    • 著者名/発表者名
      松尾(楠本)理加、 増田雄司、 金尾梨絵、 益谷央豪
    • 学会等名
      第25回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PCNAによるヒトDNAポリメラーゼηの活性促進2019

    • 著者名/発表者名
      増田雄司、 益谷央豪
    • 学会等名
      第25回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトPCNAのユビキチンリガーゼHLTFの制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      増田雄司、益谷央豪
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第62回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト細胞におけるセスキテルペン化合物イルジンS及びイロフルベンに対するDNA損傷トレランスの解析2019

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵、 増田雄司、 益谷央豪
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 抗がん作用を持つセスキテルペンに対する DNA 損傷トレランスの解析2019

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵,益谷央豪
    • 学会等名
      日本薬学会第 139 年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒト細胞の DNA 損傷トレランスにおけるマルチモノユビキチン化 PCNA の役割2018

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵,増田雄司,益谷央豪
    • 学会等名
      日本遺伝学会第 90 回大会(奈良大会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質間相互作用による損傷乗り越え DNA 複製の制御2018

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪,金尾梨絵,宋昊云, 松尾(楠本)理加,増田雄司
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第 61 回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PCNA のユビキチン化による DNA 損傷トレランスの制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪,金尾梨絵,松尾(楠本)理加, 増田雄司
    • 学会等名
      第 41 回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of mode of PCNA-polyubiquitination by HLTF to destine the damage tolerance pathway2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Masuda, Satoshi Mitsuyuki, Chikahide Masutani
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Mutagenesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular basis of damage tolerance pathway choice: HLTF mediated PCNA polyubiquitination is regulated by RFC and PCNA monoubiquitination levels2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Masuda, Satoshi Mitsuyuki, Rie Kanao, Asami Hishiki, Hiroshi Hashimoto, Chikahide Masutani
    • 学会等名
      3R & 3C Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of multi-mono-ubiquitinated PCNA-mediated DNA damage tolerance pathways in human cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Rie Kanao, Chikahide Masutani.
    • 学会等名
      3R & 3C Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト細胞においてマルチモノユビキチン化 PCNA で制御される DNA 損傷トレランス経路の解析2018

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵,益谷央豪
    • 学会等名
      第 41 回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PCNA との相互作用によるヒト DNA ポリメラーゼ η の制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      増田雄司,益谷央豪
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第 61 回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒト PCNA のポリユビキチン化の時空間的制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      増田雄司,益谷央豪
    • 学会等名
      変異機構 研究会・第 31 回夏の学校
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒト PCNA のポリユビキチン化酵素 HLTF の生化学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      増田雄司,益谷央豪
    • 学会等名
      日本遺伝学会 90 回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DNA 損傷による DNA 複製の阻害を回避・解消するメカニズム~高発 がん性疾患の原因遺伝子産物 DNA ポリメラーゼ・イータの制御機構を中心に~2018

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪
    • 学会等名
      バイオファーマサイエンス先端セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 色素性乾皮症バリアント群責任遺伝子産物 DNA ポリメラーゼ・イータによるゲノム安定性維持機構2018

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵,増田雄司,益谷央豪
    • 学会等名
      第 8 回名古屋大学・生理学研究所合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 損傷乗り越えDNA複製の制御機構の解析. シンポジウム「DNA損傷(応答)研究最前線-創薬・治療戦略の可能性を探る-」2018

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪、金尾梨絵、松尾(楠本)理加、増田雄司
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PCNAの翻訳後修飾が制御するDNA損傷トレランス機構2017

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵, 増田雄司, 益谷央豪
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] USP7はPCNAのユビキチン化を制御して酸化的DNA損傷による突然変異を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪, 柏葉脩一郎, 金尾梨絵, 楠本理加, 花岡文雄, 増田雄司
    • 学会等名
      第34回染色体ワークショップ/第15回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      木更津
    • 年月日
      2017-01-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 色素性乾皮症バリアント群の責任遺伝子産物DNAポリメラーゼ・イータによるゲノム安定性制御2017

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪
    • 学会等名
      第19回製薬放射線コンファレンス総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 損傷乗り越えDNA複製によるゲノム安定性維持と突然変異生成2017

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪
    • 学会等名
      第3回生体調節研究所内分泌代謝シンポジウム~ゲノムとエピゲノムの交差点~
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノムの安定化と不安定化をもたらす損傷乗り越えDNA複製の制御機構の解析ワークショップ「加齢関連疾患の発生と治療に関わるDNA損傷と細胞老化」2017

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪、金尾梨絵、松尾(楠本)理加、増田雄司
    • 学会等名
      ConBio2017/第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質間相互作用によるDNAポリメラーゼ・イータの制御2017

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪、松尾(楠本)理加、金尾梨絵、増田雄司
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第60回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] PCNAとの相互作用によるヒトDNAポリメラーゼ・イータの制御機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵、増田雄司、益谷央豪
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of translesion DNA synthesis and genomic stability in human cells2017

    • 著者名/発表者名
      Masutani C.
    • 学会等名
      The 6th US-Japan DNA Repair Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of translesion synthesis by PCNA ubiquitination2017

    • 著者名/発表者名
      Masutani C.
    • 学会等名
      The 2nd Biosignal Research Center International Symposium (ICEM-ACEM 2017 Satellite Symposium on DNA Repair), Environmental Stress and Genome Damage Response: Biosignals from Molecule to Disease
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 損傷乗り越えDNA複製とその制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪
    • 学会等名
      太陽紫外線防御研究委員会第27回シンポジウム「太陽紫外線の生体影響研究:原状と今後の展開」
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PCNAの翻訳後修飾が制御するDNA損傷トレランスの解析2016

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵, 増田雄司, 益谷央豪
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of DNA-dependent ubiquitin ligase activity of HLTF, a human homologue of yeast Rad5.2016

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y, Mitsuyuki S, Masutani C
    • 学会等名
      The 10th 3R (Replication, Recombination and Repair) symposium
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Suppression of PCNA ubiquitination and oxidative stress-induced mutagenesis by USP72016

    • 著者名/発表者名
      Kanao R, Kashiwaba S, Masuda Y, Kusumoto-Matsuo R, Hanaoka F, Masutani C
    • 学会等名
      The 10th 3R (Replication, Recombination and Repair) symposium
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PCNAとの相互作用によるヒトDNAポリメラーゼetaの制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      増田雄司, 金尾梨絵, 益谷央豪
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第59回大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PCNAの翻訳後修飾の可逆的な制御による突然変異抑制機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪, 金尾梨絵, 柏葉脩一郎, 松尾(楠本)理加, 増田雄司
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第59回大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Mutant analysis of human DNA polymerase eta based on high-resolution crystal structures of the protein-DNA-dNTP complex.2016

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka F, Yokoi M, Masutani C, Yang W
    • 学会等名
      DNA polymerase meeting: from molecular function to human diseases
    • 発表場所
      Biarritz, France
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ユビキチンリガーゼRAD5のヒトホモログHLTF2016

    • 著者名/発表者名
      増田雄司, 金尾梨絵, 益谷央豪
    • 学会等名
      変異機構研究会・第29回夏の学校
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] SWI/SNFファミリーのユビキチンリガーゼRAD5のヒトホモログHLTFの生化学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      増田雄司, 金尾梨絵, 益谷央豪
    • 学会等名
      日本遺伝学会88回大会
    • 発表場所
      三島
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of translesion DNA synthesis and genomic stability in human cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Masutani C
    • 学会等名
      The 32th RBC International Symposium “Growing edge of radiation biology, from principles to applications”
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mechanism of multiple lysine 48-linked ubiquitin chain synthesis by E6AP.2016

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y, Saeki Y, Yanaka S, Kawai H, Kukimoto I, Kato K, Tanaka K, Masutani C
    • 学会等名
      FASEB Science Research Conference, UBIQUITIN & CELLULAR REGULATION
    • 発表場所
      Montana, U.S.A.
    • 年月日
      2016-06-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] USP7 suppresses H2O2-induced mutagenesis by regulating PCNA ubiquitination in human cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Masutani C, Kashiwaba S, Kanao R, Kusumoto-Matsuo R, Hanaoka F, Masuda Y
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Mutagenesis
    • 発表場所
      Girona, Spain
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Translesion DNA synthesis. “DNA Repair Disorders” edited by Nishigori, C. and Sugasawa, K.2019

    • 著者名/発表者名
      Chikahide Masutani, Fumio Hanaoka.
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所ゲノム動態制御分野

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/genome.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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