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放射光円二色性分光によるヒストンのDNA損傷誘起「異常構造」形成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K12825
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

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) 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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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 / DNA損傷
研究成果の概要

DNA損傷修復過程でヒストンH3タンパク質に施される翻訳後修飾である4あるいは9番目のリジン残基のトリメチル化によりH3の構造が変化することを放射光円二色性分光により初めて明らかにした。また、メチル化により誘起される構造変化は、メチル化された残基近傍だけでなく、分子全体で生じていることが予測された。これらの結果は、DNA損傷に誘起されたヒストンの構造変化が、修復過程における翻訳後修飾によって生じたものであるという作業仮説を支持するものであると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

DNA損傷修復機構を理解する上で重要な要因の一つである修飾されたヒストンタンパク質の構造は未解明の部分が多い。本研究は、メチル化によりヒストンタンパク質H3全体の構造が変化し得ることを初めて示した。修飾によって生じるヒストンの構造変化過程を解明することは、DNA損傷修復機構の全容解明に寄与すると期待され、本研究はその端緒を開いたと考えられる。またこれらの成果は、将来的に、ヒストンの修飾を人工的に制御することで抗がん作用などの薬効を得るエピジェネティック薬の開発にもつながると期待される。

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

    (24件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Structural Alterations of Histone Proteins in DNA-Damaged Cells Revealed by Synchrotron Radiation Circular Dichroism Spectroscopy: A New Piece of the DNA-Damage-Response Puzzle2019

    • 著者名/発表者名
      Izumi Yudai
    • 雑誌名

      Quantum Beam Science

      巻: 3 号: 4 ページ: 23-23

    • DOI

      10.3390/qubs3040023

    • 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] Sample Volume Reduction Using the Schwarzschild Objective for a Circular Dichroism Spectrophotometer and an Application to the Structural Analysis of Lysine-36 Trimethylated Histone H3 Protein2018

    • 著者名/発表者名
      Izumi Yudai、Matsuo Koichi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 23 号: 11 ページ: 2865-2865

    • DOI

      10.3390/molecules23112865

    • 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
  • [雑誌論文] Structural analysis of DNA repair protein XRCC4 applying circular dichroism in an aqueous solution.2018

    • 著者名/発表者名
      Nishikubo K, Izumi Y, Matsumoto Y, Fujii K, Matsuo K, Yokoya A.
    • 雑誌名

      Radiat. Protect. Dosim.

      巻: - 号: 1-2 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1093/rpd/ncy275

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural analysis of lysine-4 methylated histone H3 proteins using synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Izumi Yudai、Matsuo Koichi、Namatame Hirofumi
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 30 号: 5 ページ: 536-540

    • DOI

      10.1002/chir.22849

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circular dichroism spectroscopic study on structural alterations of histones induced by post-translational modifications in DNA damage responses: Lysine-9 methylation of H32017

    • 著者名/発表者名
      Yudai Izumi, Koichi Mastuo, Kentaro Fujii, Akinari Yokoya, Masaki Taniguchi, Hirofumi Namatame
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 59 号: 2 ページ: 108-115

    • DOI

      10.1093/jrr/rrx068

    • 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
  • [学会発表] 放射光円二色性分光によるK4メチル化ヒストンH3の構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大、松尾 光一
    • 学会等名
      第33回日本放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 円偏光放射光を利用した量子生命科学研究2019

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大
    • 学会等名
      量子生命科学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural changes of histone protein in DNA-damaged cells revealed by synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yudai Izumi
    • 学会等名
      The 2019 Korean-Japanese Student Workshop Pusan National University & Hiroshima University
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Secondary structure analysis of histone H2A-H2B proteins extracted from heated cells using circular dichroism spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yudai Izumi and Koichi Matsuo
    • 学会等名
      3rd QST International Symposium “Quantum Life Science”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エピジェネティクス研究への放射光・量子ビームの利用2019

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大
    • 学会等名
      第25回HiSOR研究会 小型放射光リングによる多彩な量子ビームの発生と応用
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 放射光円二色性分光によるK4/K9メチル化ヒストンH3の構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大、松尾 光一
    • 学会等名
      第13回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy for structural characterization of chiral materials2018

    • 著者名/発表者名
      Yudai Izumi
    • 学会等名
      MIRAI Materials Science Workshop 2018 Spring
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA損傷に誘起されるヒストン構造変化の円二色性分光による解析2018

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大
    • 学会等名
      研究会「光・物質・生命・宇宙におけるキラリティ」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 円二色性分光によるメチル化ヒストンH3の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大、松尾 光一
    • 学会等名
      量子生命科学研究会第2回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射光円二色性分光を用いたK4メチル化ヒストンH3の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大、松尾 光一
    • 学会等名
      第61回放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural Analysis of Lysine-4 Methylated Histone H3 Using VUV-CD Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Izumi and K. Matsuo
    • 学会等名
      The 22nd Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射光円二色性分光による メチル化ヒストンH3の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大、松尾 光一、藤井 健太郎、横谷 明徳
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射光円二色性分光によるメチル化ヒストンH3の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大
    • 学会等名
      第60回放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線生物学・量子生命科学研究における放射光円二色性分光の展開と可能性―ヒストン構造変化の観測を事例として―2017

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural analysis of lysine-4 methylated histone H3 proteins using synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Izumi and K. Matsuo
    • 学会等名
      Chirality 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Methylation-induced structural alteration of histone H3 characterized by synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Izumi and K. Matsuo
    • 学会等名
      1st QST International Symposium “Quantum Life Science”
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Secondary structures of histone H3 proteins with unmethylated and methylated lysine-4 and -9 residues: Characterization using circular dichroism spectroscopy, In S. Jurga and J. Barciszewski (Eds.), The DNA, RNA, and Histone Methylomes2019

    • 著者名/発表者名
      Yudai Izumi
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 広島大学 研究者総覧

    • URL

      http://seeds.office.hiroshima-u.ac.jp/profile/ja.138c038a163e3911520e17560c007669.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] メチル化によるヒストンタンパク質構造変化の初観測

    • URL

      http://www.hsrc.hiroshima-u.ac.jp/research/result/42.html

    • 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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