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RNA/DNAハイブリットを形成するDNA修復機構の構造基盤

研究課題

研究課題/領域番号 19K23733
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
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
研究機関愛知県がんセンター(研究所) (2020)
立命館大学 (2019)

研究代表者

上原 了  愛知県がんセンター(研究所), 腫瘍制御学分野, 研究員 (70842590)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードRNase H2 / DNA修復 / BRCA2 / RNA/DNAハイブリッド / X線結晶構造解析
研究開始時の研究の概要

本研究では、RNase H2がBRCA2との結合を通じてDNA修復を制御する分子機構をX線結晶構造解析によって解明する。RNA/DNAハイブリッドは転写・翻訳時に頻繁にゲノムDNA中で形成されており、RNase H2によって除去される。RNase H2はDNA損傷に繋がるRNA/DNAハイブリッドを除去する一方で、二本鎖DNA損傷箇所に形成するRNA/DNAハイブリッドの分解を通じてその修復を制御する。構造生物学的アプローチを用いてRNase H2とBRCA2の複合体構造を解析し、RNase H2とBRCA2が協働するDNA修復の分子機構を解明する。

研究成果の概要

本研究では、RNase H2がRNA/DNAハイブリッドの分解を介してDNA修復を制御する分子機構を明らかにすることを目的とした。具体的には、DNA修復タンパク質BRCA2のリピートペプチドとRNase H2の複合体の生化学的特性解析を行った。また、ヒト由来RNase H2と異なる基質特異性を示す大腸菌由来RNase H2(Ec-RNase H2)との構造比較を行うため、Ec-RNase H2の精製と結晶構造解析に向けた結晶化シャペロンとなるタンパク質の探索を行い、構造機能解析の基盤を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

RNase H2とBRCA2リピートペプチドの組み換えタンパク質を用いた相互作用解析によって、二者間の結合は極めて弱く、RNase H2がDNA損傷部位へ誘導されるためには他のタンパク質が関与する可能性が示唆された。RNase H2の遺伝子への変異は先天性自己免疫疾患やがんと深く関与しており、その生理機能について詳細な分子機構の解明は、疾患発症メカニズムの理解や新規治療標的の発見という点において意義深い。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Udine(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 染色体DNAにおけるリボヌクレオチドの許容限界2020

    • 著者名/発表者名
      上原 了
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 92 号: 5 ページ: 744-747

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920744

    • NAID

      40022394521

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2020-10-25
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of a GH1 β‐glucosidase from Hamamotoa singularis2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara Ryo、Iwamoto Riki、Aoki Sayaka、Yoshizawa Takuya、Takano Kazufumi、Matsumura Hiroyoshi、Tanaka Shun‐ichi
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 29 号: 9 ページ: 2000-2008

    • DOI

      10.1002/pro.3916

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insertion loop‐mediated folding propagation governs efficient maturation of hyperthermophilic Tk‐subtilisin at high temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara R., Dan N., Amesaka H., Yoshizawa T., Koga Y.., Kanaya S., Takano K., Matsumura H., Tanaka SI.
    • 雑誌名

      FEBS letters

      巻: 594 号: 4 ページ: 452-461

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14028

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structures of the cell-division protein FtsZ from Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa Takuya、Fujita Junso、Terakado Haruna、Ozawa Mayuki、Kuroda Natsuko、Tanaka Shun-ichi、Uehara Ryo、Matsumura Hiroyoshi
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications

      巻: 76 号: 2 ページ: 86-93

    • DOI

      10.1107/s2053230x2000076x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Val143 of human ribonuclease H2 is not critical for, but plays a role in determining catalytic activity and substrate specificity2020

    • 著者名/発表者名
      Baba Misato、Kojima Kenji、Nishimura Takuto、Sugiura Takuya、Takita Teisuke、Uehara Ryo、Crouch Robert J.、Yasukawa Kiyoshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 2 ページ: e0228774-e0228774

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0228774

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Aicardi-Goutieres syndrome gene Rnaseh2c is a metastasis susceptibility gene in breast cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Deasy Sarah K.、Uehara Ryo、Vodnala Suman K.、Yang Howard H.、Dass Randall A.、Hu Ying、Lee Maxwell P.、Crouch Robert J.、Hunter Kent W.
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 15 号: 5 ページ: e1008020-e1008020

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008020

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Unlike the Escherichia coli counterpart, archaeal RNase HII cannot process ribose monophosphate abasic sites and oxidized ribonucleotides embedded in DNA2019

    • 著者名/発表者名
      Malfatti Matilde Clarissa、Henneke Ghislaine、Balachander Sathya、Koh Kyung Duk、Newnam Gary、Uehara Ryo、Crouch Robert J.、Storici Francesca、Tell Gianluca
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 294 号: 35 ページ: 13061-13072

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.009493

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] RNA/DNAハイブリッドの蓄積によるゲノム不安定性2019

    • 著者名/発表者名
      上原了、Emily Herm、Kiran Sakhuja、Susana M Cerritelli、Robert J Crouch
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部 第508回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Separation of two RNase H2 activities in mammalian cells2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Uehara, Emily Herm, Kiran Sakhuja, Susana M Cerritelli, Robert J Crouch
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RNA/DNAハイブリッド加水分解酵素RNase H2の機能分割2019

    • 著者名/発表者名
      上原了、Emily Herm、Naushaba Hasin、Kiran Sakhuja、Susana M Cerritelli、Robert J Crouch
    • 学会等名
      酵素・補酵素研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A threshold of ribonucleotide tolerance in genomic DNA for embryonic development2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Uehara, Naushaba Hasin, Sakhuja Kiran, Susana M Cerritelli, Robert J Crouch
    • 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

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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