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リボヌクレオチドが引き起こす重篤なゲノム不安定化の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 19K12339
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63030:化学物質影響関連
研究機関千葉大学

研究代表者

佐々 彰  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (10738347)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードDNA損傷 / ゲノム不安定性 / DNA修復 / 突然変異 / RNA前駆体 / リボヌクレオチド / ゲノム
研究開始時の研究の概要

細胞内のリボヌクレオチドは、エネルギー産生の基質やRNA前駆体として必須である一方で、DNA複製中にDNA前駆体と間違われてゲノムに取り込まれることがある。その頻度は、細胞あたり実に100万分子にもなり、適切に除去されなければ極めて深刻な神経変性疾患や発がんの引き金になると言われている。本研究は、リボヌクレオチドによってゲノムにいかなる異常が、どの様な機構を介して引き起こされるかを問い、リボヌクレオチドの蓄積による疾患の発症機構を紐解く。

研究成果の概要

細胞内のリボヌクレオチドは、エネルギー産生の基質やRNA前駆体として必須である一方で、DNA複製中にDNA前駆体と間違われてゲノムに取り込まれることがある。本研究では、リボヌクレオチドの蓄積が引き起こすゲノム不安定化に着目し、その抑制ならびに誘発に関わる分子機構をそれぞれ明らかにした。第一に、ヌクレオチド除去修復が酸化リボヌクレオチドに対して除去修復活性を持つことを新たに同定し、実際に細胞内で変異の抑制を担うことを示した。第二に、DNA中のリボヌクレオチドを起因とした突然変異誘発には、チロシルDNAホスホジエステラーゼを介した修復が関与することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

DNA中に取り込まれたリボヌクレオチドはDNA複製の妨害や染色体異常を引き起こし、深刻な神経変性疾患の発症や細胞のがん化につながることが報告されている。本研究において示唆されたゲノム不安定化の抑制及び誘発のメカニズムは、疾患発症の仕組みを明らかにするための分子基盤になると共に、治療法の開発につながる重要な知見となり得る。

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

    (50件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (11件)

  • [国際共同研究] NIEHS/NIH(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] NIEHS/NIH(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] FTO regulates the DNA damage response via effects on cell-cycle progression2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Weiying、Yasui Manabu、Sassa Akira、You Xinyue、Wan Jingjing、Cao Yiyi、Xi Jing、Zhang Xinyu、Honma Masamitsu、Luan Yang
    • 雑誌名

      Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis

      巻: 887 ページ: 503608-503608

    • DOI

      10.1016/j.mrgentox.2023.503608

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analytical technologies to revolutionize the environmental mutagenesis-and genome- research -from the basics to the cutting-edge research-: the Open Symposium of the Japanese Environmental Mutagen and Genome Society (JEMS), 20222023

    • 著者名/発表者名
      Koyama Naoki、Sassa Akira
    • 雑誌名

      Genes and Environment

      巻: 45 号: 1 ページ: 9-9

    • DOI

      10.1186/s41021-023-00265-6

    • 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] Elevated mutation rates underlie the evolution of the aquatic plant family Podostemaceae2022

    • 著者名/発表者名
      Katayama Natsu、Koi Satoshi、Sassa Akira、Kurata Tetsuya、Imaichi Ryoko、Kato Masahiro、Nishiyama Tomoaki
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 号: 1 ページ: 75-75

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03003-w

    • 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
  • [雑誌論文] Structural basis for proficient oxidized ribonucleotide insertion in double strand break repair2021

    • 著者名/発表者名
      Jamsen Joonas A.、Sassa Akira、Perera Lalith、Shock David D.、Beard William A.、Wilson Samuel H.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 5055-5055

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24486-x

    • 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] Follow-up genotoxicity assessment of Ames-positive/equivocal chemicals using the improved thymidine kinase gene mutation assay in DNA repair-deficient human TK6 cells2021

    • 著者名/発表者名
      A. Sassa, T. Fukuda, A. Ukai, M. Nakamura, R. Sato, S. Fujiwara, K. Hirota, S. Takeda, K.I. Sugiyama, M. Honma, M. Yasui
    • 雑誌名

      Mutagenesis

      巻: 36 号: 5 ページ: 331-338

    • DOI

      10.1093/mutage/geab025

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Error-prone bypass patch by a low-fidelity variant of DNA polymerase zeta in human cells2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tetsuya、Sassa Akira、Gruz Petr、Gupta Ramesh C.、Johnson Francis、Adachi Noritaka、Nohmi Takehiko
    • 雑誌名

      DNA Repair

      巻: 100 ページ: 103052-103052

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2021.103052

    • 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] Watching a double strand break repair polymerase insert a pro-mutagenic oxidized nucleotide2021

    • 著者名/発表者名
      Jamsen Joonas A.、Sassa Akira、Shock David D.、Beard William A.、Wilson Samuel H.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 2059-2059

    • DOI

      10.1038/s41467-021-21354-6

    • 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] Understanding the sequence and structural context effects in oxidative DNA damage repair2020

    • 著者名/発表者名
      Sassa Akira、Odagiri Mizuki
    • 雑誌名

      DNA Repair

      巻: 93 ページ: 102906-102906

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2020.102906

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tyrosyl-DNA phosphodiesterases are involved in mutagenic events at a ribonucleotide embedded into DNA in human cells2020

    • 著者名/発表者名
      Takeishi Ayuna、Kogashi Hiroyuki、Odagiri Mizuki、Sasanuma Hiroyuki、Takeda Shunichi、Yasui Manabu、Honma Masamitsu、Suzuki Tetsuya、Kamiya Hiroyuki、Sugasawa Kaoru、Ura Kiyoe、Sassa Akira
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 12 ページ: 0244790-0244790

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0244790

    • 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] Processing of a single ribonucleotide embedded into DNA by human nucleotide excision repair and DNA polymerase η2019

    • 著者名/発表者名
      Sassa Akira、Tada Haruto、Takeishi Ayuna、Harada Kaho、Suzuki Megumi、Tsuda Masataka、Sasanuma Hiroyuki、Takeda Shunichi、Sugasawa Kaoru、Yasui Manabu、Honma Masamitsu、Ura Kiyoe
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 13910-13910

    • DOI

      10.1038/s41598-019-50421-8

    • NAID

      120006733134

    • 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
  • [雑誌論文] Comparative study of cytotoxic effects induced by environmental genotoxins using XPC- and CSB-deficient human lymphoblastoid TK6 cells2019

    • 著者名/発表者名
      Sassa Akira、Fukuda Takayuki、Ukai Akiko、Nakamura Maki、Takabe Michihito、Takamura-Enya Takeji、Honma Masamitsu、Yasui Manabu
    • 雑誌名

      Genes and Environment

      巻: 41 号: 1 ページ: 15-15

    • DOI

      10.1186/s41021-019-0130-y

    • 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] DNA中のリボヌクレオチドに起因する変異誘発機構とゲノム不安定性に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      佐々 彰
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA修復欠損モデルから迫る核酸誘導性自然免疫の分子機構2022

    • 著者名/発表者名
      佐々 彰
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA修復欠損による自然免疫惹起の分子メカニズムの解明2022

    • 著者名/発表者名
      高藤 賢、岩崎 滉、黛 結衣子、立川 明日香、中谷 一真、安井 学、本間 正充、杉山 圭一、藤木 亮次、金田 篤志、菅澤 薫、浦 聖恵、佐々 彰
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム中リボヌクレオチドの蓄積が誘発するDNA二本鎖切断の修復機構2022

    • 著者名/発表者名
      黛 結衣子、高藤 賢、立川 明日香、中谷 一真、安井 学、本間 正充、杉山 圭一、菅澤 薫、浦 聖恵、佐々 彰
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン構造変化を検出可能なエピ遺伝毒性試験法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      北村 蒼史、山田 治人、高藤 賢、小田切 瑞基、安井 学、本間 正充、杉山 圭一、浦 聖恵、佐々 彰
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] γH2AXの多角的解析による内因性DNA二本鎖切断の定量評価2022

    • 著者名/発表者名
      立川 明日香、吉本 侑依、高藤 賢、黛 結衣子、中谷 一真、中村 真生、福田 隆之、菅澤 薫、浦 聖恵、佐々 彰
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] DNA二本鎖切断修復におけるNSD2の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      岩﨑 滉、東條 あかり、安井 学、本間 正充、上村 慶高、孫 継英、田代 聡、佐々 彰、浦 聖恵
    • 学会等名
      第40回染色体ワークショップ・第21回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒストンメチル化酵素NSD2の酵素学的機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      磯部 博登、小池 望実、佐々 彰、菊地 正樹、梅原 祟史、浦 聖恵
    • 学会等名
      第40回染色体ワークショップ・第21回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] B細胞の細胞増殖に果たすNSD2の機能2022

    • 著者名/発表者名
      磯野 太一、張 子一、許 文杰、佐々 彰、浦 聖恵
    • 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] Homeotic Gene Regulation Mediated by Histone Methyltransferase Nsd22022

    • 著者名/発表者名
      Isti Qonaatun, Taichi Isono, Akira Sasa, Kiyoe Ura
    • 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] MGMT持続発現型TK6細胞を用いた遺伝毒性試験のための基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      安井学,佐々彰, 鵜飼明子, 足立淳, 鈴木孝昌, 本間正充, 杉山圭一
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA 修復異常がもたらす過剰な免疫応答の分子機構2021

    • 著者名/発表者名
      高藤 賢, 立川 明日香, 黛 結衣子, 中谷 一真, 菅澤 薫, 浦 聖恵, 佐々 彰
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノム中のリボヌクレオチドに対する誤りがちな修復機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      黛 結衣子, 高藤 賢, 中谷 一真, 菅澤 薫, 浦 聖恵, 佐々 彰
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトリンパ芽球細胞株 TK6 を用いたエピ遺伝毒性試験法の確立2021

    • 著者名/発表者名
      小田切 瑞基, 安井 学, 本間 正充, 杉山 圭一, 浦 聖恵, 佐々 彰
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Tyrosyl-DNA phosphodiesterasesはDNA中のリボヌクレオチドを起因とする突然変異形成に関与する2020

    • 著者名/発表者名
      竹石 歩奈, 古樫 浩之, 安井 学, 笹沼 博之, 武田 俊一, 菅澤 薫, 本間 正充, 浦 聖恵, 佐々 彰
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 転写活性領域におけるDNA二本鎖切断修復経路の選択に果たすヒストンメチル化酵素NSD2の役割2020

    • 著者名/発表者名
      小林春花, 東條あかり, 佐々彰, 安井学, 本間正充, 浦 聖恵
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 多次元に及ぶゲノム不安定性の分子機構解明に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      佐々 彰
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学物質が引き起こすエピゲノム変化を定量的に評価可能な "epi-TK試験" の構築2020

    • 著者名/発表者名
      小田切 瑞基, 安井 学, 本田 大士, 浦 聖恵, 佐々 彰
    • 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] DNA修復障害疾患で引き起こされる多次元のゲノム不安定化2020

    • 著者名/発表者名
      佐々 彰, 竹石 歩奈, 高藤 賢, 黛 結衣子, 中谷 一真, 小田切 瑞基, 浦 聖恵
    • 学会等名
      第5回千葉大学グローバルプロミネント研究基幹シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanistic basis for genome instability induced by non-canonical nucleotide accumulation in human cells2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Sassa
    • 学会等名
      2019 International Conference for Leading and Young Medical Scientists
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Alternate processing pathways of a single ribonucleotide incorporated into DNA and its consequences in human cells2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Sassa, Haruto Tada, Ayuna Takeishi, Kaho Harada, Kazuma Nakatani, Masataka Tsuda, Hiroyuki Sasanuma, Shunichi Takeda, Kaoru Sugasawa, Manabu Yasui, Masamitsu Honma, Kiyoe Ura
    • 学会等名
      The Joint Meeting of The 6th Asian Congress on Environmental Mutagens and the 48th Annual Meeting of the Japanese Environmental Mutagen Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanistic insight of unique mutations caused by a ribonucleotide embedded into DNA2019

    • 著者名/発表者名
      Ayuna Takeishi, Manabu Yasui, Hiroyuki Sasanuma, Shunichi Takeda,Kaoru Sugasawa, Masamitsu Honma, Kiyoe Ura, Akira Sassa
    • 学会等名
      The Joint Meeting of The 6th Asian Congress on Environmental Mutagens and the 48th Annual Meeting of the Japanese Environmental Mutagen Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FTO's roles in DNA damage response and underlying mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Weiying LIU, Manabu YASUI, Akira SASSA, Yiyi CAO, Jing XI, Xinyue YOU, Masamitsu HONMA, Yang LUAN
    • 学会等名
      The Joint Meeting of The 6th Asian Congress on Environmental Mutagens and the 48th Annual Meeting of the Japanese Environmental Mutagen Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison analysis of backbones between 8-oxoG added DNA and intact DNA enclosed with water molecules by using an accelerated quantum chemical calculation2019

    • 著者名/発表者名
      Ai SUZUKI, Akira SASSA, Manabu YASUI, Masamitsu HONMA
    • 学会等名
      The Joint Meeting of The 6th Asian Congress on Environmental Mutagens and the 48th Annual Meeting of the Japanese Environmental Mutagen Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒストンメチル化酵素NSD2の酵素学的機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      小池 望実、佐々 彰、安田 武嗣、浦 聖恵
    • 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] ゲノム恒常性維持におけるヒストンメチル化酵素NSD2の役割2019

    • 著者名/発表者名
      浦 聖恵、佐々 彰、東條 あかり、原田 佳歩、安井 学、本間 正充
    • 学会等名
      第13回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] JEMS第51回大会で高藤さんがベストプレゼンテーション賞を受賞.

    • URL

      https://uralab.wordpress.com/2022/11/17/2/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 日本環境変異原ゲノム学会第50回記念大会でベストプレゼンテーション賞(大会会長賞)を受賞

    • URL

      https://uralab.wordpress.com/2021/11/03/jems2021-50/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 傷ついたRNA前駆体がDNA合成の基質として取り込まれる仕組みを解明(佐々助教)

    • URL

      http://www.bio.s.chiba-u.ac.jp/research.html#sassa202108

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] DNA修復欠損ヒト細胞株を用いた発がん性物質のリスク評価法を発表(佐々助教)

    • URL

      http://www.bio.s.chiba-u.ac.jp/research.html#sassa202107

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 国際共同研究の成果がNature Communications誌に掲載

    • URL

      https://uralab.wordpress.com/2021/04/08/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 損傷乗り越えDNAポリメラーゼζの機能に関する論文がDNA Repair誌に掲載

    • URL

      https://uralab.wordpress.com/2021/03/02/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] DNAに取り込まれたリボヌクレオチドがゲノムを不安定化するメカニズムを提唱

    • URL

      https://uralab.wordpress.com/2020/12/31/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 酸化DNA損傷の修復メカニズムに関する論文がDNA Repair誌に掲載

    • URL

      https://uralab.wordpress.com/2020/10/19/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 竹石歩奈さんがACEM/JEMS 2019でベストプレゼンテーション賞を受賞

    • URL

      https://uralab.wordpress.com/2019/11/21/acem-jems-2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] DNAに取り込まれたリボヌクレオチドの除去修復を担う新たなメカニズムを解明

    • URL

      http://www.bio.s.chiba-u.ac.jp/research.html#sassa201909

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] ゲノム編集ヒト細胞を用いて環境中化学物質の毒性を評価する方法を開発

    • URL

      http://www.bio.s.chiba-u.ac.jp/research.html#sassa201908

    • 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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