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Kuに対する温熱作用の構造生物学的展開:DNA損傷修復からタンパク質損傷修復へ

研究課題

研究課題/領域番号 17K20042
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 環境解析評価およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

松本 義久  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (20302672)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード温熱 / 放射線 / DNA修復 / Ku / 円二色性分光 / タンパク質変性 / 蛋白質 / 核酸 / 生体分子 / 癌
研究成果の概要

放射線照射後のXRCC4のリン酸化状態を指標として、ヒト細胞内でのDNA-PKのDNA二重鎖切断(DSB)への応答性に対する温熱処理の影響を明らかにした。また、温熱処理によって、非相同末端結合によるDSB修復に関わるDNA ligase IVの一部が不溶化すること、相同組換えによるDSB修復に関わるBRCA2の存在量が低下することを明らかにした。さらに、XRCC4およびそのファミリー分子であるXLF、PAXX、さらにp53を用いて放射光真空紫外円二色性分光計測解析を行い、αヘリックス、βシート、ターン、ランダムコイルの含量を求め、p53で温熱処理による二次構造含量の変化を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、放射線によって生じるさまざまなDNA損傷の中で最も致命的と考えられるDNA二重鎖切断修復に関わるタンパク質に対する温熱の作用の一端を明らかにすることができた。今後、さらに研究を続けて行くことで、タンパク質の最も基本的で普遍的な性質の一つである熱による変性や失活の原理や、変性、失活からの防護、回復のメカニズムを明らかにできることが期待される。また、温熱と放射線の併用は臨床的にもがん治療に応用されており、本研究で得られた知見はがん治療の向上にも貢献できることが期待される。

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

    (28件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] SPC Government College(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Mahidol University(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Reprogramming and differentiation-dependent transcriptional alteration of DNA damage response and apoptosis genes in human induced pluripotent stem cells2019

    • 著者名/発表者名
      Shimada M, Tsukada K, Kagawa N, Matsumoto Y.
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 60 号: 6 ページ: 719-728

    • DOI

      10.1093/jrr/rrz057

    • 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] Influence of XRCC4 expression by breast cancer cells on ipsilateral recurrence after breast-conserving therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa M, Someya M, Hasegawa T, Mikami T, Asaishi K, Hasegawa T, Matsumoto Y, Kutomi G, Takemasa I, Sakata K
    • 雑誌名

      Strahlentherapie und Oncologie

      巻: - 号: 7 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1007/s00066-019-01468-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA damage response after ionizing radiation exposure in skin keratinocytes derived from human induced pluripotent stem cells.2019

    • 著者名/発表者名
      MiyakeT, Shimada M, Matsumoto Y, Okino A.
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics.

      巻: -

    • 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 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
  • [学会発表] Functional Analysis of Disease-associated XRCC4 Mutations and its implication in DNA Repair and Immune System.2019

    • 著者名/発表者名
      Anie Day Asa De Castro, Rujira Wanotayan, Mikio Shimada, Mukesh Kumar Sharma, Yoshihisa Matsumoto.
    • 学会等名
      International Congress of Radiation Resarch 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phosphorylation of XRCC4 by DNA-dependent protein kinase in DNA double-strand break repair through non-homologous end joining.2019

    • 著者名/発表者名
      Mukesh Kumar SHARMA, Ali Reza AMIRI MOGHANI, Shoji IMAMICHI, Mikoto FUKUCHI, Mikio SHIMADA, Yoshihisa MATSUMOTO.
    • 学会等名
      International Congress of Radiation Resarch 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of mechanism of DNA repair machinery and cell death in induced pluripotent stem cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Mikio Shimada, Kaima Tsukada, Nozomi Kagawa, Yoshihisa Matsumoto.
    • 学会等名
      International Congress of Radiation Resarch 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transcriptional alteration of DNA damage response genes after ionizing radiation in induced pluripotent stem cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Mikio Shimada, Kaima Tsukada, Tomoko Miyake, Norie Kanzaki, Hiromi Yanagihara, Yoshihisa Matsumoto.
    • 学会等名
      65th Annual Radiation Research Society Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA double-strand break repair function for low dose-rate radiation and Dose-Rate/Inverse-Dose-Rate Effect.2019

    • 著者名/発表者名
      Hisayo Tsuchiya, Kaima Tsukada, Mikio Shimada, Junya Kobayashi, Yoshihisa Matsumoto.
    • 学会等名
      The 6th Asian Congress on Environmental Mutagens (ACEM) and the 48th Annual Meeting of the Japanese Environmental Mutagen Society (JEMS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA 複製・損傷修復における PNKP の機能解析.2019

    • 著者名/発表者名
      今村 力也, 塚田 海馬, 齊川 昂太郎, 島田 幹男, 松本 義久.
    • 学会等名
      2019年度日本生化学会関東支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来皮膚角質細胞の放射線応答解析.2019

    • 著者名/発表者名
      島田 幹男, 三宅 智子, 松本 義久.
    • 学会等名
      第56回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞における放射線依存的なDNA損傷と分子修復機構の解析.2019

    • 著者名/発表者名
      島田 幹男, 塚田 海馬, 三宅 智子, 松本 義久.
    • 学会等名
      第92回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞周期チェックポイント・DNA修復におけるPNKPの役割.2019

    • 著者名/発表者名
      塚田 海馬, 今村 力也, 島田 幹男, 松本 義久.
    • 学会等名
      第92回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The End is the Beginning - DNA二重鎖切断の認識・修復の分子生物学と医学.2019

    • 著者名/発表者名
      松本 義久.
    • 学会等名
      第3回新潟大学共用設備基盤センター(CCCF)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA修復因子PNKPの新たな機能とシグナリング経路の解明.2019

    • 著者名/発表者名
      塚田 海馬, 今村 力也, 齊川 昂太郎, 島田 幹男, 松本 義久.
    • 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] Involvment of Ku protein in the dose rate effect.2019

    • 著者名/発表者名
      Hisayo Tsuchiya, Kaima Tsukada, Mikio Shimada, Junya Kobayashi, Yoshihisa Matsumoto.
    • 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] Analysis of transcriptional regulation of DNA repair machinery and cell death genes in induced pluripotent stem cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Mikio Shimada, Kaima Tsukada, Rikiya Imaumra, Tomoko Miyake, Yoshihisa Matsumoto.
    • 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] Analyzing the role of PNKP in DNA damage response.2019

    • 著者名/発表者名
      Rikiya Imamura, Kaima Tsukada, Kotaro Saikawa, Mikio Shimada, Yoshihisa Matsumoto.
    • 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] Identification of novel function of PNKP involved in DNA repair and cell cycle checkpoint.2019

    • 著者名/発表者名
      Kaima Tsukada, Rikiya Imamura, Mikio Shimada, Yoshihisa Matsumoto.
    • 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] DNA二重鎖切断の認識・修復の分子機構からがん放射線治療へ.2019

    • 著者名/発表者名
      松本 義久.
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 温熱放射線増感の分子メカニズム解明に向けたDNA二重鎖切断修復機構に対する温熱の影響の解析2018

    • 著者名/発表者名
      松本 義久, 島田 幹男.
    • 学会等名
      第77回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 温熱と放射線の併用効果の分子メカニズム~現状と課題2018

    • 著者名/発表者名
      松本義久 山口基貴 島田 幹男
    • 学会等名
      第20回菅原・大西記念癌治療増感シンポジウムin奈良
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 放射線生物学の事典 2.4: 放射線によるDNA損傷の修復(p.90-96)2019

    • 著者名/発表者名
      松本 義久.
    • 総ページ数
      294
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254301175
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 原子力年鑑2020 コラム2: 低線量放射線照射の人体への影響のミクロな機構(p.97-98)2019

    • 著者名/発表者名
      松本 義久.
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      日刊工業新聞社
    • ISBN
      9784526080135
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Recent Trends and Advances in Environmental Health Chapter 10: The Effects of Ionizing and Non-Ionizing Radiation on Health.2019

    • 著者名/発表者名
      Samarth RM, Kumar M, Matsumoto Y, Manda K.
    • 総ページ数
      406
    • 出版者
      Nova Science Publishers
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 科学技術創成研究院 先導原子力研究所 松本研究室

    • URL

      http://www.nr.titech.ac.jp/~yoshim/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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