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倍数体化と非対称分裂による環境ストレス耐性機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07290
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 分子生物学
研究機関学習院大学

研究代表者

菱田 卓  学習院大学, 理学部, 教授 (60335388)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードDNA損傷 / 出芽酵母 / DNA相同組換え / 紫外線 / 酵母 / ヌクレオチド除去修復 / 倍数体 / DNA損傷トレランス / 遺伝学 / ゲノム
研究成果の概要

紫外線によるDNA損傷は、ゲノム不安定性を誘発する原因となっており、ヒトにおいては発がんや老化と密接に関連している。本研究では、致死的でない慢性的な紫外線ストレス(CLUV)環境において、紫外線損傷の修復に関与するNER経路の欠損株のストレス耐性機能について詳細に解析した。その結果、1倍体よりも2倍体の方が高いCLUV耐性能を持ち、この違いは直接的な紫外線損傷によるものではなく一本鎖DNAの蓄積が影響していることがわかった。さらに、この倍数体化による耐性獲得には DNA 相同組換えが必須の役割を果たしており、CLUV耐性を獲得する一方でLOH頻度を顕著に増加させることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝情報物質であるDNAでは、様々なDNA損傷が常に起こっている。そのため、DNA修復機能の欠損はゲノム不安定性の増大を引き起こし、ヒトの発がんリスクを顕著に増加させることが知られている。本実験では、紫外線によるDNA損傷の修復に関与するヌクレオチド除去修復を欠損した酵母細胞を用いて紫外線ストレス耐性機能および染色体構造に及ぼす影響を解析した。その結果、相同染色体間で起こる組換えがストレス耐性機能の向上とゲノム不安定性の増加というトレードオフの関係を生みだしていることが明らかになった。この結果は、DNA相同組換えが発がんの過程で重要な役割を果たしていることを示唆している。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Topological DNA binding of SMC-like RecN promotes RecA-mediated DNA double-strand break repair2019

    • 著者名/発表者名
      Keyamura, K., Hishida, T.
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 413-413

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0655-4

    • 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] Monitoring of DNA Replication and DNA Double Strand Breaks in Saccharomyces cerevisiae by Pulsed-Field Gel Electrophoresis2019

    • 著者名/発表者名
      Keyamura, K., Hishida, T.
    • 雑誌名

      Methods Mol. Biol.

      巻: 2119 ページ: 123-133

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0323-9_11

    • ISBN
      9781071603222, 9781071603239
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Cyclin-dependent kinase modulates budding yeast Rad5 stability during cell cycle2018

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Masafumi、Keyamura Kenji、Hishida Takashi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 9 ページ: e0204680-e0204680

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0204680

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] DNA二本鎖切断修復における核様体動態制御機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      毛谷村賢司・仁木杏樹・菱田卓
    • 学会等名
      第91回日本遺伝学会・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損傷ストレス応答の制御に関与するヌクレオソーム領域の同定と解析2019

    • 著者名/発表者名
      林匡史・吉田麻美・毛谷村賢司・菱田卓
    • 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] 大腸菌RecNはDSB修復における核様体の動態制御に関与する2019

    • 著者名/発表者名
      仁木杏樹・毛谷村賢司・菱田卓
    • 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] 慢性的低線量率紫外線環境下におけるNER欠損株の損傷ストレス耐性メカニズムの解析2019

    • 著者名/発表者名
      芝田眞菜・毛谷村賢司・菱田卓
    • 学会等名
      第91回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNA損傷ストレスの耐性獲得に関与する代謝機能調節の解析2019

    • 著者名/発表者名
      相澤美貴・毛谷村賢司・菱田卓
    • 学会等名
      第91回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゲノムDNAの切断修復に関与するRecNの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      毛谷村賢司
    • 学会等名
      第15回21世紀大腸菌研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA損傷ストレスの蓄積に対する耐性獲得メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      菱田卓
    • 学会等名
      第90回日本遺伝学会_ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA損傷ストレス応答におけるクロマチン構造の影響とその解析2018

    • 著者名/発表者名
      林匡史
    • 学会等名
      第90回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA二本鎖切断修復に関与するアセチル基転移酵素の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      田中紫苑
    • 学会等名
      第90回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 慢性的低線量率紫外線環境下におけるNER欠損株の損傷ストレス耐性メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      芝田眞菜
    • 学会等名
      第90回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA二本鎖切断修復に関与する大腸菌RecNの変異体解析2018

    • 著者名/発表者名
      桶谷 浩之
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Phosphorylation of Rad5 regulates Rad5 stability during cell cycle in Saccharomyces cerevisiae2018

    • 著者名/発表者名
      Mafumi Hayashi
    • 学会等名
      3R & 3C Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲノムDNAの切断修復に関与するRecNタンパク質の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      毛谷村賢司
    • 学会等名
      第14回21世紀大腸菌研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌のDNA二本鎖切断修復に関与するRecNの機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      毛谷村賢司
    • 学会等名
      第89回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA二本鎖切断修復に関与するアセチル基転移酵素の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      田中紫苑
    • 学会等名
      第89回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノムDNAの切断修復に関与する大腸菌由来RecNの機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      毛谷村賢司
    • 学会等名
      第24回DNA複製・組換え修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA損傷ストレス応答を制御するヌクレオソーム機能の解析2017

    • 著者名/発表者名
      林匡史
    • 学会等名
      第24回DNA複製・組換え修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA相同組換え修復の制御機構に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      毛谷村賢司
    • 学会等名
      分子生物薬学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 倍数体化による紫外線ストレス耐性獲得の分子メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      菱田 卓
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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