ゲノム&RNA編集酵素ADAR1が司るR-loop制御によるゲノム安定性維持機構

• 研究課題/領域番号: 18H06054
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 0701:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 櫻井 雅之 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 講師 (80809236)
• 研究期間 (年度): 2018-08-24 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: ADAR / RNA編集 / アデノシン脱アミノ化 / R-loop / ゲノム編集

研究実績の概要

ADAR発現抑制時にRNA:DNA特異的抗体を用いた解析によりRNA:DNA鎖量が増加していることが確認された。新たにFlag-ADAR免疫沈降産物の解析により、RNaseH1, RNaseH2ABC, DHX9, DHX21などRNA:DNA鎖分解酵素や二本鎖を巻き戻すヘリケース群がADARと複合体を形成していることを発見した。RNA:DNA特異的抗体用いた、またはADARを対象とした免疫沈降物から精製したRNA及びDNAの配列解析の結果から、R-loopと思われる領域候補が同定できたが、ノイズの高い問題が避けられないため、追加のR-loop特異的な免疫沈降法による精度向上が必要と判断し、RNA分解能失活変異を導入したFlag-RNaseH2ABC複合体発現系の作製を進めている。
他方、培養細胞の表現型としてADAR発現抑制時にはγH2AXだけでなくRPA32やDNA-PKCsのリン酸化状態の上昇が観察され、DNA損傷の増大と修復系の活性化が示された。さらにCyclin B1だけでなく、Histon3、CDC2、PLK1のリン酸化状態の解析結果から、細胞周期のうち、顕著に細胞分裂期における停止しが明らかとし、これら表現型にともなうアポトーシスをPARP1分解の検出により確認した。これらはADARがRNA:DNA鎖量の増加を抑制することを示しており、ADARがR-loopの解消に寄与していると考えられる。さらに、がん細胞はADAR発現抑制時に、抗がん剤かつR-loop増加作用をもつカンプトテシンに対して数百倍の感受性を示して細胞死に至ることを発見した。加えて、ADAR発現抑制とカンプトテシン添加時の細胞周期をフローサイトメトリーにより解析し、細胞分裂期における細胞周期停止を確認した。ADAR発現抑制によるがん細胞のカンプトテシン感受性増強効果を証明した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] The Wistar Institute(米国)
• [雑誌論文] Discovering RNA editing by chemical methods (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, M.*(Corresponding Author), Okada, S., Ueda, H.
  • 雑誌名: Methods Mol. Biol. 巻: in press
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of Genome Stability by ADAR RNA Editing Enzymes (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishikura, K, Sakurai, M., Shiromoto, Y., Ariyoshi, K., Kossenkov, A.V., Wickramasinghe, J., Showe, L.C.
  • 学会等名: 2019 Gordon Research Conference, RNA editing
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ADAR1 controls apoptosis of stressed cells by inhibitin Staufen-mediated mRNA decay. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, M., Shiromoto, Y., Ota, H., Song, C., Kossenkov, A.V., Wickramasinghe, J., Showe, L.C., Skordalakes, E., Tao, H.Y., Speicher, D.W., and Nishikura, K.
  • 学会等名: The 20th RNA meeting. 第20回日本RNA学会年会
• [学会発表] RNA adenosine deaminase regulates embryogenesis and cancer metastasis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, M., Gumireddy, K., Li, A., Kossenkov, A.V., Yan, J., Li, Y., Xu, H., Wang, J., Zhang, PJ., Zhang, L., Showe, L., Nishikura, K., and Huang, Q.
  • 学会等名: The 2nd International Innovation Dialogue on Genome Engineering Animal Models and Biomedical Research Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 実験医学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 4.櫻井雅之, 長谷川拓巳, 中山宏紀
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758125147
• [備考] Research Gate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Masayuki_Sakurai
• [備考] 東京理科大学生命医科学研究所櫻井研究室
  • URL: https://www.ribs.tus.ac.jp/index.php/institute/labforres/sakurailab/