| 研究課題/領域番号 |
19K12332
|
|---|
| 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 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
|---|
研究代表者 |
横田 裕一郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員 (30391288)
|
|---|
| 研究分担者 |
坂本 綾子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 上席研究員(定常) (00354960)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019 – 2021
|
| 研究課題ステータス |
中途終了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
|
|---|
| キーワード | ヒメツリガネゴケ / 放射線抵抗性 / DNA2本鎖切断 / パルスフィールドゲル電気泳動 / 相同組換え修復 / RAD51B / ゲノム編集 / CRISPR-CAS9 / CRISPR-Cas9 / 相同組換え |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
DNA2本鎖切断(DSB)は、正確な修復が難しく、細胞死に繋がりやすいDNA損傷である。我々は、放射線に抵抗性を示すコケ植物の細胞が、高感受性を示す哺乳類の細胞より、多くのDSBに耐えられることを発見した。動植物に共通のDSB修復経路として、時間をかけて正確にDSBを修復する相同組換えと、不正確だが速やかに修復する非相同末端結合が存在する。哺乳類細胞はDSBの大半を後者で修復するが、コケ細胞では不明な点が多い。そこで本研究では、最新の遺伝子編集技術を用いてDSB修復に係る複数の遺伝子を壊して、放射線感受性とDSB修復活性の変化を調べる。
|
| 研究実績の概要 |
コケ植物の一種であるヒメツリガネゴケはガンマ線を200Gy照射しても生存率が低下せず、優れたゲノム維持機構を持つことが予想される。放射線照射によって生じるDNA2本鎖切断(DSB)は、DNA損傷の中でも正確な修復が難しく、生存率に最も寄与することが知られている。我々はヒメツリガネゴケの主要なDNA修復経路である相同組換え(HR)、非相同末端結合(c-NHEJ)、オルタナティブ末端結合(alt-EJ)に関わるRAD51B、LIG4、POLQ遺伝子に着目し、ゲノム編集技術でこれらのノックアウト(KO)株を作成した。得られたノックアウト株に対してガンマ線を照射し、パルスフィールド電気泳動法でDSB修復能力を計測した。その結果、rad51b、lig4およびpolq株では野生株と比べてDSB修復が同等に遅延すること、lig4およびpolq株では最終的に全てのDSBが修復されるが、rad51b株では約10%のDSBが修復されずに残存することを発見した。このことから、1)ヒメツリガネゴケにおいて生じたDSBはHR、C-NHEJとAlt-EJが同等の割合で修復すること、2)いずれかの経路が破綻してもDSBの9割は他の経路のバックアップで修復されるが、残りの1割はHRでないと修復できないこと、3)HRでしか修復できないDSBは複製フォークの崩壊等で生じたシングルエンドDSBの可能性があること、などが示唆された。
|
