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酸化ストレス防御・DNA修復タンパク質の同定と作用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K12320
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63020:放射線影響関連
研究機関京都大学

研究代表者

秋山 秋梅 (張秋梅)  京都大学, 理学研究科, 准教授 (00260604)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード線虫C.elegans / ヒト培養細胞 / 酸化ストレス防御 / DNA修復 / 大腸菌 / 放射線 / KsgA / OXR1 / DNA 修復 / タンパク質還元 / GLRX1 / DNA結合 / 酸化ストレス / DNA修復酵素KsgA / 培養細胞 / 酸化還元酵素GLRX1 / DNA修復酵素UNG-1 / DNA修復酵素 / GRX1 / 過酸化水素 / 塩基除去修復 / 個体影響
研究開始時の研究の概要

放射線や活性酸素から細胞を守ることは, 生物の生死にとって極めて重要である。本研究は(1)酸化DNA修復酵素の同定と機能解析, それらの突然変異抑制, 細胞への影響, 線虫(C.elegans )個体における運動・生殖・成長・寿命・老化制御・組織形成などへの関わりを解明する。また, 塩基除去修復(BER)と他の抗酸化・修復経路とのcrosstalk, ストレス応答機構を解明する。(2)ヒト細胞における酸化防御酵素の放射線応答・酸化ストレス防御の役割を解明する。

研究成果の概要

本研究は酸化防御タンパク質・DNA修復酵素の同定とその機能の解明を目的としている。真核細胞ミトコンドリアに存在し、酸化ストレス抵抗性タンパク質OXR1の細胞周期制御・DNA損傷応答に機能を持っていること、酸化タンパク質還元酵素GLRX1のレドクスバランス維持と細胞死に重要であることを明らかにした。超高線量放射線より線虫の運動能力低下と回復機構も見出した。大腸菌KsgAタンパク質のDNAと結合する活性中心の同定にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線や活性酸素から細胞を守ることは, 生物の生死にとって極めて重要である。本研究は(1)酸化DNA修復酵素の同定と機能解析、それらの突然変異抑制、細胞への影響、 一つのタンパク質の中に同時に二つの酵素活性中心を持っていることを明らかにした。また、(2)ヒト細胞における新規酸化防御酵素の放射線応答・酸化ストレス防御の役割の解明に大きく貢献した。 (3)超高線量放射線への抵抗性機構の理解は難しい研究分野であるが、本研究は新たな可能性を見出した類の少ない研究である。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The H2TH-like motif of the Escherichia coli multifunctional protein KsgA is required for DNA binding involved in DNA repair and the suppression of mutation frequencies2023

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yuichiro、Funakoshi Masafumi、Hirosawa Kaname、Zhang-Akiyama Qiu-Mei
    • 雑誌名

      Genes and Environment

      巻: 45 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1186/s41021-023-00266-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-Dose Irradiation Inhibits Motility and Induces Autophagy in Caenorhabditis elegans2021

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Akira、Suzuki Michiyo、Funayama Tomoo、Moriwaki Takahito、Sakashita Tetsuya、Kobayashi Yasuhiko、Zhang-Akiyama Qiu-Mei
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 18 ページ: 9810-9810

    • DOI

      10.3390/ijms22189810

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Base Excision Repair Pathway in the Nematode Caenorhabditis elegans2020

    • 著者名/発表者名
      Elsakrmy Noha、Zhang-Akiyama Qiu-Mei、Ramotar Dindial
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 8 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.598860

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Oxidation resistance 1 functions in the maintenance of cellular survival and genome stability in response to oxidative stress-independent DNA damage2020

    • 著者名/発表者名
      Ako Matsui, Kazunari Hashiguchi, Masao Suzuki, Qiu-Mei Zhang-Akiyama
    • 雑誌名

      Genes and Environment

      巻: 42 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1186/s41021-020-00168-w

    • 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] Deficiency of Grx1 leads to high sensitivity of HeLaS3 cells to oxidative stress via excessive accumulation of intracellular oxidants including ROS2020

    • 著者名/発表者名
      Zhao Tingyi、Zhang-Akiyama Qiu-Mei
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 54 号: 8-9 ページ: 585-605

    • DOI

      10.1080/10715762.2020.1819994

    • 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] Oxidation Resistance 1 Prevents Genome Instability Through Maintenance of G2/M Arrest in Gamma-Ray-Irradiated Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ako Matsui , Junya Kobayashi , Shin-Ichiro Kanno , Kazunari Hashiguchi , Masahiro Miyaji , Yukihiro Yoshikawa, Akira Yasui and Qiu-Mei Zhang-Akiyama
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 61 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1093/jrr/rrz080

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Altered intracellular expression of the antioxidant enzyme GLRX1 affects the sensitivity of HeLa cells to radiation and H2O22023

    • 著者名/発表者名
      Qiu-Mei Zhang-Akiyama、Zhao TingYi, Hashimoto Aya
    • 学会等名
      The 19th Ataxia-Telangiectasia workshop(ATW2023Kyoto)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 出芽酵母を用いた非分裂系細胞の寿命測定系=経時寿命の実験条件検討2022

    • 著者名/発表者名
      尾崎行憲、秋山秋梅
    • 学会等名
      日本遺伝学会第94回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] DNAグリコシラーゼおよびrRNAジメチルトランスフェラーゼ活性を有する多機能タンパク質である大腸菌KsgAタンパク質のDNA認識・結合ドメインの解析2022

    • 著者名/発表者名
      秋山秋梅、林悠一郎、船越昌史
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第65回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 短期γ線照射は高濃度酸素とともに線虫C.elegansの寿命延長を誘発する2022

    • 著者名/発表者名
      簗瀬澄乃、鈴木芳代、秋山(張)秋梅、坂下哲哉
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第65回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 線虫Caenorhabditis eleganas(C.elegans)胚発生時期に受けたDNA損傷とその後の生存や成長・生殖に与える影響の解析2022

    • 著者名/発表者名
      秋山秋梅、Qiao Rui, 榊原 美緒里、尾崎 拓
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] DNAグリコシラーゼおよびrRNAジメチルトランスフェラーゼ活性を有する多機能タンパク質である大腸菌KsgAタンパク質のDNA認識・結合ドメインの解析2022

    • 著者名/発表者名
      秋山秋梅、林悠一郎、船越昌史、廣澤要
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the role of the OGG1-2a gene expressed in human mitochondria in the protection against oxidative stress.2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Weizhi, Zhang-Akiyama Qiu-Mei
    • 学会等名
      Youth Forum of The Genetics Society of Japan
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 脱アミノ化における線虫C.elegans UNG-1の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      秋山秋梅 、 喬鋭
    • 学会等名
      日本遺伝学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] GRX1の細胞内発現量の変化がHeLa細胞の放射線感受性に影響を与える2021

    • 著者名/発表者名
      秋山秋梅, Zhao TingYi, Wang WeiZhi
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第64回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 線虫の高線量放射線に対する耐性とオートファジーの誘導2021

    • 著者名/発表者名
      山崎 晃, 鈴木 芳代, 舟山 知夫、森脇 隆仁、坂下 哲哉、小林 泰彦、秋山(張) 秋梅
    • 学会等名
      日本極限環境生物学会第22回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 線虫の運動に対する高線量放射線の影響と照射領域依存性2021

    • 著者名/発表者名
      山崎 晃、鈴木 芳代、舟山 知夫、森脇 隆仁、坂下 哲哉、小林 泰彦、秋山(張) 秋梅
    • 学会等名
      QST高崎サインスフェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] EXO-3 is Responsible for the Mobility Decline of C. elegans under UV-B2020

    • 著者名/発表者名
      江湘吉、秋山秋梅
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 線虫C. elegans胚発生時期に受けたDNA損傷はその後の寿命・成長に影響を与える2020

    • 著者名/発表者名
      秋山秋梅、喬鋭
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Caenorhabditis elegansのndx-4の酸化ストレスに対する生体防御機能に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      尾崎拓、秋山秋梅
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of oxidative protein reductase GRX1 in radiation protection2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang-Akiyama Qiu-Mei and Zhao TingYi
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第63回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌DNAグリコシラーゼKsgAの機能及び構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      林悠一郎、秋山(張)秋梅
    • 学会等名
      日本環境変異原学会第49回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] EXO-3は紫外線由来の線虫運動性低下を貢献している2020

    • 著者名/発表者名
      江湘吉、秋山(張)秋梅
    • 学会等名
      日本環境変異原学会第49回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞の放射線応答・防御-活性酸素の観点から2019

    • 著者名/発表者名
      秋山(張)秋梅、Zhao TingYi、松井亜子
    • 学会等名
      基礎物理学研究所研究会「放射線の生体影響解明への分野横断による挑戦」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化ストレス抑制因子OXR1はG2/M arrestの維持を介して放射線誘発ゲノム不安定性を抑制している2019

    • 著者名/発表者名
      松井亜子、小林純也、 鈴木雅雄、橋口一成,、秋山(張)秋梅
    • 学会等名
      基礎物理学研究所研究会「放射線の生体影響解明への分野横断による挑戦」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Oxidation resistance 1, OXR1, maintains genomic stability in gamma-irradiated cells through inhibition of oxidative stress and regulation of G2/M arrest2019

    • 著者名/発表者名
      Qiu-Mei Zhang-Akiyama1, Ako Matsui, Junya Kobayashi, Shin-ichiro Kanno and Kazunari Hashiguchi
    • 学会等名
      International Congress on Radiation Research 2019(ICRR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EXO-3 is Responsible for the Mobility Decline of C. elegans under UV-B2019

    • 著者名/発表者名
      Xiangji Jiang, Rui Qiao, Akira Yamasaki and Qiu-Mei Zhang-Akiyama
    • 学会等名
      International Congress on Radiation Research 2019(ICRR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 出芽酵母APエンドヌクレアーゼApn2の欠損が細胞生存・ミトコンドリアに与える影響について2019

    • 著者名/発表者名
      船越昌史、秋山(張)秋梅
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌DNAグリコシラーゼKsgAの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      林悠一郎、秋山(張)秋梅
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] EXO-3 is Responsible for the Mobility Decline of C. elegans under UV-B2019

    • 著者名/発表者名
      Xiangji Jiang, Rui Qiao, Akira Yamasaki and Qiu-Mei Zhang-Akiyama
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of UNG-1 exposed to NaHSO3 during embryogenesis in C.elagans2019

    • 著者名/発表者名
      Rui Qiao and Qiu-Mei Zhang-Akiyama
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Potential Regulatory Mechanisms of Glutaredoxin-1 (Grx1) on Oxidative Stress Response in Human Cells2019

    • 著者名/発表者名
      TingYi Zhao and Qiu-Mei Zhang-Akiyama
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化還元タンパク質グルタレドキシン-1GRX-1)の放射線・酸化ストレス防御機構2019

    • 著者名/発表者名
      秋山(張)秋梅, Zhao Ting-Yi
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of UNG-1 exposed to NaHSO3 during embryogenesis in C.elagans2019

    • 著者名/発表者名
      Rui Qiao and Qiu-Mei Zhang-Akiyama
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Oxidation resistance 1, OXR1 contributes to regulation of cellular survival under various conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Ako Matsui, kazunari hashigucchi and Qiu-Mei Zhang-Akiyama
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Oxidation resistance 1, OXR1 contributes to regulation of cellular survival under various conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Qiu-Mei Zhang-Akiyama and TingYi Zhao
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] EXO-3 is Responsible for the Mobility Decline of C. elegans under UV-B2019

    • 著者名/発表者名
      Xiangji Jiang, Rui Qiao, Akira Yamasaki and Qiu-Mei Zhang-Akiyama
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト細胞の酸化ストレス応答調節に対するグルタレドキシン1(GRX-1)の役割2019

    • 著者名/発表者名
      Qiu-Mei AKIYAMA and TingYi Zhao
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 放射線医科学の事典2019

    • 著者名/発表者名
      秋山(張)秋梅
    • 総ページ数
      294
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254301175
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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