アセチル化を介したクロマチンとゲノム損傷応答のダイナミズム

• 研究課題/領域番号: 16K00544
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 井倉 正枝 京都大学, 生命科学研究科, 研究員 (40535275)
• 研究協力者: 松田 知成
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016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 / アセチル化 / TRRAP / ATM / TIP60

研究成果の概要

本課題では、クロマチン構造変換に関わるTIP60によるH2AXのアセチル化が、DNA損傷領域で如何に維持され、制御されるのかについて、TIP60複合体の構成因子であるTRRAPに着目して明らかにすることを目的とした。TRRAPは、TIP60によるアセチル化シグナルの局在化に関与し、DNA損傷部位でのアセチル化を介したクロマチンの構造変換を促すことが示された。またTRRAPは、PI3リン酸化酵素ファミリーに属するが、リン酸化酵素活性は有しないことから、当初、TRRAPとATMとの競合関係が予想されたが、今回、競合ではなく、放射線の線量率によって互いの役割が異なることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究で、ヒストンH2AXのアセチル化の放射線ストレス応答における役割の一端が、明らかになった。アセチル化の責任酵素であるTIP60複合体の構成因子であるTRRAPに着目したことによって、H2AXのアセチル化とリン酸化の関係は、異なる線量率によってそれぞれその役割が異なることが見えてきた。これらの知見は、、福島原発事故の生体に対する放射線影響の分子レベルでの理解に貢献できると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Cancer-associated mutations of histones H2B, H3.1 and H2A.Z.1 affect the structure and stability of the nucleosome (2018)
  • 著者名/発表者名: Arimura Yasuhiro、Ikura Masae、Fujita Risa、Noda Mamiko、Kobayashi Wataru、Horikoshi Naoki、Sun Jiying、Shi Lin、Kusakabe Masayuki、Harata Masahiko、Ohkawa Yasuyuki、Tashiro Satoshi、Kimura Hiroshi、Ikura Tsuyoshi、Kurumizaka Hitoshi
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: - ページ: 10007-10018
  • DOI: 10.1093/nar/gky661
  • NAID: 120006545208
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct roles of ATM and ATR in the regulation of ARP8 phosphorylation to prevent chromosome translocations (2018)
  • 著者名/発表者名: Sun, J., Shi, L., Kinomura, A., Fukuto, A., Horikoshi, Y., Oma, Y., Harata, M., Ikura, M., Ikura, T., Kanaar, R., Tashiro, S
  • 雑誌名: elife 巻: 7
  • DOI: 10.7554/elife.32222
  • NAID: 120006539566
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SUMO modification system facilitates the exchange of histone variant H2A.Z-2 at DNA damage sites (2017)
  • 著者名/発表者名: Fukuto Atsuhiko、Ikura Masae、Ikura Tsuyoshi、Sun Jiying、Horikoshi Yasunori、Shima Hiroki、Igarashi Kazuhiko、Kusakabe Masayuki、Harata Masahiko、Horikoshi Naoki、Kurumizaka Hitoshi、Kiuchi Yoshiaki、Tashiro Satoshi
  • 雑誌名: Nucleus 巻: 9 号: 1 ページ: 87-94
  • DOI: 10.1080/19491034.2017.1395543
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The CDK-PLK1 axis targets the DNA damage checkpoint sensor protein RAD9 to promote cell proliferation and tolerance to genotoxic stress (2017)
  • 著者名/発表者名: Wakida Takeshi、Ikura Masae、Kuriya Kenji、Ito Shinji、Shiroiwa Yoshiharu、Habu Toshiyuki、Kawamoto Takuo、Okumura Katsuzumi、Ikura Tsuyoshi、Furuya Kanji
  • 雑誌名: eLife 巻: 6 ページ: 1-26
  • DOI: 10.7554/elife.29953
  • NAID: 120006370731
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ゲノムストレス応答研究における知の創成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井倉 毅 古谷 寛治 井倉 正枝
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会ワークショップ
• [学会発表] ATM regulates ARP8 phosphorylation to prevent etoposide-induced chromosomal translocations (2018)
  • 著者名/発表者名: 孫 継英、時 林、木野村 愛子、福戸 敦彦、堀越 保則、尾間 由佳子、原田 昌彦、井倉 正枝、井倉 毅、Roland Kanaar、田代 聡
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] オートファジー機構によるがんシグナル経路の調節 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古谷 寛治 井倉 正枝 井倉 毅
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ヒストンアセチル化を介した損傷クロマチンダイナミクス (2018)
  • 著者名/発表者名: 井倉 毅 古谷 寛治 井倉 正枝
  • 学会等名: 日本放射線影響学会 第61回大会シンポジウム
• [学会発表] Telomeric ssDNA-binding proteins of CST Complex are associated with Nucleotide Excision Repair (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Hara,Yusuke Shima,Yuzo Watanabe,Masae Ikura,Tsuyoshi Ikura,and Fuyuki ishikawa
  • 学会等名: 16th International Student Seminar,Kyoto University
• [学会発表] ヒストンH2AX の交換反応を介した損傷クロマチンダイナミクス (2017)
  • 著者名/発表者名: 井倉 毅、古谷寛治、田代聡、井倉 正枝
  • 学会等名: 新学術領域「クロマチン動構造」第5回班会議
• [学会発表] ゲノム損傷ストレスにおけるTIP60ヒストンアセチル化酵素とポリADP-リボシル化酵素PARP-1の連携機構の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井倉正枝、福戸敦彦、古谷寛治，井倉毅
  • 学会等名: 日本放射線影響学会、第60回大会
• [学会発表] ゲノム損傷ストレス下での細胞増殖を保障するCDK-PLK1経路によるDNA損傷シグナリングの調節 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治，井倉正枝，井倉毅
  • 学会等名: 日本放射線影響学会、第60回大会
• [学会発表] CDK-PLK1 axis targets DNA checkpoint sensor protein RAD9,promoting tolerance to genotoxic stress and cell proliferation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanji FURUYA,Masae IKURA,Tsuyoshi IKURA
  • 学会等名: 33rd International Symposium of Radiation Biology Center,Kyoto University,"Cutting Edge of Radiation and Cancer Biology"
  • 国際学会
• [学会発表] CST complex,telomeric ssDNA-binding protein,is associated with Nucleotide Excision Repair in whole genome (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko HARA,Yusuke SHIMA,Yuzo WATANABE,Masae IKURA,Tsuyoshi IKURA,Fuyuki ISHIKAWA
  • 学会等名: 33rd International Symposium of Radiation Biology Center,Kyoto University,"Cutting Edge of Radiation and Cancer Biology"
  • 国際学会
• [学会発表] ゲノムストレス応答における機能的蛋白質複合体フラクチュエーション (2017)
  • 著者名/発表者名: 井倉 毅、白木 琢磨、古谷 寛治、井倉 正枝
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会 ConBio 2017
• [学会発表] ゲノム損傷ストレス下での細胞増殖を保障する CDK-PLK1経路による DNA損傷シグナリングの調節 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古谷 寛治、井倉 正枝、井倉 毅
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会 ConBio 2017
• [学会発表] ゲノム損傷ストレス下での細胞増殖を保障するCDK-PLK1経路によるDNA損傷シグナリングの調節 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治，井倉正枝、井倉毅
  • 学会等名: 第35回染色体ワークショップ・第16回核ダイナミクス研究会合同開催
• [学会発表] ゲノムストレス応答の多様性を数理的アプローチで理解する (2016)
  • 著者名/発表者名: 井倉 毅
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] リンカーヒストンH1を含むクロマチンでの相同組換え反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 町田晋一
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] DNAチェックポイント因子Rad9の機能制御を担うCdk-Plk1依存的機構の意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 郡司未佳
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] がん細胞で高頻度におこるヒストンH2B点変異体はヌクレオソーム構造および細胞増殖に影響を与える (2016)
  • 著者名/発表者名: 野田真美子
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] DNA損傷応答におけるヒストンH2AX複合体モジュールのダイナミクス (2016)
  • 著者名/発表者名: 井倉 毅
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2016-09-25