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クラスターDNA損傷が誘発するDSB末端のKuタンパク質による認識機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K00554
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
研究機関国立感染症研究所

研究代表者

藤本 浩文  国立感染症研究所, 品質保証・管理部, 室長 (60373396)

研究分担者 小池 学  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 重粒子線治療研究部, 主幹研究員(定常) (70280740)
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 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードクラスターDNA損傷修復 / DNA二本鎖切断 / Ku / 分子シミュレーション / ライブセルイメージング / クラスターDNA損傷 / DNA修復 / DSB修復 / APサイト / NHEJ
研究成果の概要

放射線によって生じるクラスターDNA損傷は狭い範囲に損傷が集中するために修復されにくく、DNA二本鎖切断(DSB)を誘発しやすいと考えられる。本研究では、DSB修復過程の初期段階において切断されたDNA末端を認識するKuタンパク質がクラスターDNA損傷によって誘発されるDSBをどのように認識し、結合するのかを、計算化学的手法、および分子細胞生物学的手法を用いて検討することで、Kuが認識・結合しやすい/しにくい末端形状の特徴を明らかにしたいと考えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線被曝によって生じるDNA損傷は狭い範囲に集中しやすい特徴があり、単独損傷に比べて修復されにくいと言われている。複数の損傷が修復されないまま蓄積すると二本鎖切断(DSB)に発展しやすい。DSBは正常に修復されなければ強力な突然変異原となり細胞死の一因にもなることから、細胞にとって最も重篤な損傷の一つと考えられる。本研究課題を通してDSB修復酵素であるKuが認識・結合しやすい末端形状の特徴を明らかにすることができれば、放射線被曝によるDNA損傷が誘発する生物現象と、細胞内代謝や化学物質への曝露といった他の損傷誘発要因によって生じる現象との違いを明らかにできるのではないかと考えている。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Feline XLF accumulates at DNA damage sites in a Ku‐dependent manner.2019

    • 著者名/発表者名
      Koke M., Yutoku Y., Koike A.
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: - 号: 6 ページ: 1052-1062

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12589

    • 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] Cloning of canine Ku80 and its localization andaccumulation at DNA damage sites.2017

    • 著者名/発表者名
      Koke, M., Yutoku, Y., Koike, A.
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio.

      巻: 7 号: 12 ページ: 1854-1863

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12311

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cloning, localization and focus formation at DNA damage sites of canine Ku702017

    • 著者名/発表者名
      Koike M, Yutoku Y, Koike A.
    • 雑誌名

      The Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 79 号: 3 ページ: 554-561

    • DOI

      10.1292/jvms.16-0649

    • NAID

      130005466302

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 重粒子線治療研究に資するDSBセンサー発現抑制細胞株を用いた細胞周期依存的な放射線感受性とDNA二本鎖切断損傷修復2018

    • 著者名/発表者名
      湯徳靖友、大森さくら、小池亜紀、小池学
    • 学会等名
      アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有糸分裂期のDSB誘導性の染色体分配異常へのKuの関与2018

    • 著者名/発表者名
      湯徳靖友、小池亜紀、大森さくら、小池学
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 量子生命科学研究に向けたヒトと伴侶動物のDNA修復タンパク質Kuのライブセルイメージング:DSB損傷認識と翻訳後修飾変化2018

    • 著者名/発表者名
      小池学
    • 学会等名
      生物学・光源・物性研究者による量子生物学勉強会(第2回)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 計算化学的手法を用いたKu70のアセチル化の効果の解析2017

    • 著者名/発表者名
      藤本浩文,生田統悟,小池亜紀,小池学
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞内の「放射線からDNAを守る仕組み」のビジュアル化 ―先端生命科学に基づくキャラクターを活用した教材化の可能性―2017

    • 著者名/発表者名
      小池学,湯徳靖友,小池亜紀
    • 学会等名
      第54回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA修復蛋白質Kuに関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      小池学
    • 学会等名
      第2回QSTバイオ研究討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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