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反復配列を「のりしろ」にした染色体異常の分子メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06060
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43010:分子生物学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

中川 拓郎  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (20324866)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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)
キーワード染色体異常 / セントロメア / 反復配列 / 相同組換え / DNA複製 / 分裂酵母 / 同腕染色体 / ヘテロクロマチン / DNA反復配列 / がん / 転写 / RNAポリメラーゼII
研究成果の概要

真核生物の染色体には、膨大な数のDNA反復配列が存在し、それらを「のりしろ」に転座などの染色体異常が起きる。染色体異常は様々な遺伝性疾患の要因となることが知られています。(1)DNA損傷を正確に修復するRad51が機能しないとき、組換え酵素Rad52が反復配列を介した染色体異常を引き起こすことを明らかにしました。(2)染色体の高次構造は染色体維持に重要であり、ヘテロクロマチン構造が形成されないと反復配列の転写が活発化することで染色体異常が起きることを明らかにしました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

(1)Rad51とRad52は共にDNA組換えを促進するが、それらの間の違いは不明でした。しかし、本研究により、Rad51は染色体維持に働く一方、Rad52は染色体異常を引き起こすことが明らかになりました。(2)染色体のセントロメア反復配列はタンパク質をコードしないにも関わらず、ヘテロクロマチン構造により積極的に転写が抑制されています。本研究により、セントロメアの転写抑制は染色体異常を防ぐために重要であることが明らかになりました。これらの知見は、癌などの遺伝性疾患の予防や治療法の開発に資すると期待されます。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] Fission yeast Rad8/HLTF facilitates Rad52-dependent chromosomal rearrangements through PCNA lysine 107 ubiquitination2021

    • 著者名/発表者名
      Su Jie、Xu Ran、Mongia Piyusha、Toyofuku Naoko、Nakagawa Takuro
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 17 号: 7 ページ: e1009671-e1009671

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009671

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DNA replication machinery prevents Rad52-dependent single-strand annealing that leads to gross chromosomal rearrangements at centromeres2020

    • 著者名/発表者名
      Onaka Atsushi T.、Su Jie、Katahira Yasuhiro、Tang Crystal、Zafar Faria、Aoki Keita、Kagawa Wataru、Niki Hironori、Iwasaki Hiroshi、Nakagawa Takuro
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 号: 1 ページ: 202-202

    • DOI

      10.1038/s42003-020-0934-0

    • NAID

      120007117441

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcriptional silencing of centromere repeats by heterochromatin safeguards chromosome integrity.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Takuro, Okita Akiko K
    • 雑誌名

      Current Genetics

      巻: 65 号: 5 ページ: 1089-1098

    • DOI

      10.1007/s00294-019-00975-x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterochromatin suppresses gross chromosomal rearrangements at centromeres by repressing Tfs1/TFIIS-dependent transcription2019

    • 著者名/発表者名
      Okita Akiko K.、Zafar Faria、Su Jie、Weerasekara Dayalini、Kajitani Takuya、Takahashi Tatsuro S.、Kimura Hiroshi、Murakami Yota、Masukata Hisao、Nakagawa Takuro
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 17-17

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0251-z

    • 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] Shelterin promotes tethering of late replication origins to telomeres for replication‐timing control2018

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Shiho、Kido Sayuri、Handa Tetsuya、Ogawa Hidesato、Asakawa Haruhiko、Takahashi Tatsuro S、Nakagawa Takuro、Hiraoka Yasushi、Masukata Hisao
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 37 号: 15 ページ: 15-15

    • DOI

      10.15252/embj.201898997

    • 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] Nucleosomes around a mismatched base pair are excluded via an Msh2-dependent reaction with the aid of SNF2 family ATPase Smarcad1.2018

    • 著者名/発表者名
      Terui R, Nagao K, Kawasoe Y, Taki K, Higashi TL, Tanaka S, Nakagawa T, Obuse C, Masukata H, Takahashi TS
    • 雑誌名

      Genes & development

      巻: 32(11-12) 号: 11-12 ページ: 806-821

    • DOI

      10.1101/gad.310995.117

    • 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] Heterochromatin suppresses gross chromosomal rearrangements at centromeres.2022

    • 著者名/発表者名
      Takuro Nakagawa
    • 学会等名
      National Tsing Hua University-Osaka University (NTHU-OU) virtual symposium on biological and medical sciences
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 染色体異常の分子メカニズム(日本遺伝学会奨励賞受賞講演)2021

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会(第93回大会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Heterochromatin prevents DNA-RNA hybrid formation that causes gross chromosomal rearrangements at centromeres.2021

    • 著者名/発表者名
      Ran Xu, Crystal Tang, Takuro Nakagawa
    • 学会等名
      日本分子生物学会(第44回年会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Ber1 and Skb1 cause gross chromosomal rearrangements at centromeres in rad51 deletion cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Piyusha Mongia, Naoko Toyofuku, Takuro Nakagawa
    • 学会等名
      日本分子生物学会(第44回年会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Rad8-dependent PCNA ubiquitination at lysine 107 promotes gross chromosomal rearrangements.2021

    • 著者名/発表者名
      Jie Su and Takuro Nakagawa
    • 学会等名
      pombe Talks
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分裂酵母PCNAのユビキチン化による染色体異常の促進2020

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎、豊福直子、蘇傑
    • 学会等名
      日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 染色体異常の分子メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      蘇傑、豊福直子、中川拓郎
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] R ループは分裂酵母のセントロメア領域での染色体異常を引き起こす2019

    • 著者名/発表者名
      Tang Crystal、中川拓郎
    • 学会等名
      第37回 染色体ワークショップ・第18回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母Rad8はPCNA K107のユビキチン化を介してセントロメア領域での染色体異常を引き起こす2019

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎、豊福直子、蘇傑
    • 学会等名
      第37回 染色体ワークショップ・第18回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母Rad8/Rad5/HLTFによる染色体異常の分子機構2019

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎、豊福直子、沖慶太郎、蘇傑
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロクロマチンによる染色体異常の抑制2019

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎
    • 学会等名
      染色体ワークショップ・核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母を用いた染色体異常の分子機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所 研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Heterochromatin suppresses Gross Chromosomal Rearrangements at Centromeres2019

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎
    • 学会等名
      武田科学振興財団 生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分裂酵母を用いた染色体異常の分子メカニズムの研究2019

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎
    • 学会等名
      大阪大学 理学研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロクロマチンによる染色体異常の抑制2018

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎
    • 学会等名
      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] Heterochromatin suppresses gross chromosomal rearrangements at centromeres2018

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎
    • 学会等名
      3R Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘテロクロマチンによる転写制御を介した染色体異常の抑制機構2018

    • 著者名/発表者名
      中川拓郎
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Laboratory of Molecular Genetics

    • URL

      https://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/~takuro/science/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Laboratory of Molecular Genetics

    • URL

      http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/~takuro/science/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 学際グループ(分子遺伝学)

    • URL

      http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/dbs01/re-paper-temp.php?id=14

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/~takuro/science/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院:理学研究科生物科学専攻:研究室紹介:詳細

    • URL

      https://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/dbs01/re-paper-temp.php?id=14

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Home | Takuro Nakagawa Group Web Site

    • URL

      http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/~takuro/science/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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