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DNA複製と相同性依存的修復の正確性維持機構を統御する反応の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03186
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分43010:分子生物学関連
研究機関九州大学

研究代表者

高橋 達郎  九州大学, 理学研究院, 教授 (50452420)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードミスマッチ修復 / ツメガエル卵抽出液 / 相同組換え / ゲノム安定性 / DNA二重鎖切断修復 / DNA二重鎖切断損傷修復 / 相同性依存的修復 / DNA二重鎖切断損傷
研究開始時の研究の概要

遺伝情報物質であるDNAは、複製や組換えによって維持、再編、安定継承される。一方、これらの反応の誤りによって、DNA二重鎖の塩基対ミスマッチが生じることがあり、それらは変異や染色体不安定性の原因となる。またDNAはクロマチン構造に巻き取られているため、上記反応は全てクロマチン上で起こる。本研究ではミスマッチ形成に応答し、複製、組換えを正確に達成する反応の分子メカニズムを、特にクロマチン上での機能に焦点をあてて解析する。

研究成果の概要

ミスマッチ応答機構は、DNA複製の誤りを修正するだけでなく、類似配列間の誤った組換えも抑制する、ゲノムの品質管理機構である。興味深いことに、これら二つの反応は共通のセンサーによって開始されるが、下流の動作は異なり、分岐メカニズムもよく分かっていない。本研究では、特に組換え制御のメカニズムとクロマチン上での動作に焦点をあて、ツメガエル卵核質抽出液または精製タンパク質を用いて試験管内再現系を構築することで、その動作原理と分岐制御のメカニズムを解析した。また、構築した系を利用し、組換えの正確性を向上させる因子、低下させる因子を同定した。本成果は、ゲノム安定性の基礎的理解に貢献する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゲノムの安定性は、がんなどのゲノム安定性疾患や、老化の背景として重要である。本研究で取り扱うミスマッチ応答機構は重要ながん抑制機構として知られ、この機構の破綻は孤発性および遺伝性発がんの原因のひとつとなっている。本研究の成果は、ミスマッチ応答機構の動作原理の理解を進めるもので、基礎科学としてのゲノム安定性、ゲノム品質管理の理解に貢献する。また、本研究成果は、ゲノム安定性維持機構の解明を通じて、発がんや老化の理解にも貢献する。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Dundee(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Queensland(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] The Atad5 RFC-like complex is the major unloader of proliferating cell nuclear antigen in Xenopus egg extracts2024

    • 著者名/発表者名
      Kawasoe Yoshitaka、Shimokawa Sakiko、Gillespie Peter J.、Blow J. Julian、Tsurimoto Toshiki、Takahashi Tatsuro S.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 300 号: 1 ページ: 105588-105588

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.105588

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Resection of DNA double-strand breaks activates Mre11-Rad50-Nbs1- and Rad9-Hus1-Rad1-dependent mechanisms that redundantly promote ATR checkpoint activation and end processing in Xenopus egg extracts2024

    • 著者名/発表者名
      Tatsukawa Kensuke、Sakamoto Reihi、Kawasoe Yoshitaka、Kubota Yumiko、Tsurimoto Toshiki、Takahashi Tatsuro S.、Ohashi Eiji
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 52 号: 6 ページ: 3146-3163

    • DOI

      10.1093/nar/gkae082

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The termination of UHRF1-dependent PAF15 ubiquitin signaling is regulated by USP7 and ATAD52023

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Ryota、Nishiyama Atsuya、Qin Weihua、Chiba Yoshie、Kori Satomi、Kato Norie、Konishi Chieko、Kumamoto Soichiro、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Kawasoe Yoshitaka、Tsurimoto Toshiki、Takahashi Tatsuro S、Leonhardt Heinrich、Arita Kyohei、Nakanishi Makoto
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 12 ページ: 79013-79013

    • DOI

      10.7554/elife.79013

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Human DDK rescues stalled forks and counteracts checkpoint inhibition at unfired origins to complete DNA replication2021

    • 著者名/発表者名
      Jones Mathew J.K.、Gelot Camille、Munk Stephanie、Koren Amnon、Kawasoe Yoshitaka、George Kelly A.、Santos Ruth E.、Olsen Jesper V.、McCarroll Steven A.、Frattini Mark G.、Takahashi Tatsuro S.、Jallepalli Prasad V.
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 81 号: 3 ページ: 426-441.e8

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2021.01.004

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] MutSα and Smarcad1 form a mispair-activated nucleosome remodeling complex that catalyzes unidirectional nucleosome sliding2023

    • 著者名/発表者名
      Eiichiro Kanatsu, Riki Terui, Yasukazu Daigaku, Tatsuro Takahashi
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on REPLICATION of NON GENOME ~Cutting Edge of Epigenetics~
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An interface between strand invasion and DNA synthesis during homology-directed repair2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Takahashi
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所・研究集会「染色体安定維持研究会」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Mechanistic details of the chromatin remodeling reaction associated with post-replicative DNA mismatch repair2023

    • 著者名/発表者名
      Eiichiro Kanatsu, Riki Terui, Yasukazu Daigaku, Tatsuro Takahashi
    • 学会等名
      Eukaryotic DNA replication & genome maintenance
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of the fidelity of homology-directed repair in Xenopus egg extracts2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Kawasoe, Satomi Oda, Aya Sakazume, Taisei Miyata, Tatsuro Takahashi
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of the fidelity of homology-directed repair in Xenopus egg extracts2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 達郎
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所・研究集会「染色体安定維持研究会」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The mechanism of a chromatin-remodeling reaction associated with replication error correction2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 達郎
    • 学会等名
      Chromosome Replication in the New Era - Old and New Questions in Life Science -
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The mechanism of a chromatin-remodeling reaction associated with replication error correction2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 達郎
    • 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] WernerヘリカーゼとMutLαエンドヌクレアーゼは一本鎖アニーリングの正確性を制御する2022

    • 著者名/発表者名
      河添 好孝
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 試験管内再構成による抗組換え反応のメカニズムの解析2022

    • 著者名/発表者名
      久持 涼子
    • 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] WernerヘリカーゼとMutLαエンドヌクレアーゼは一本鎖アニーリングの正確性を制御する2022

    • 著者名/発表者名
      河添 好孝
    • 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] ミスマッチ修復の伴うヌクレオソームリモデリングの試験管内再構成2022

    • 著者名/発表者名
      金津 瑛一郎
    • 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] Regulation of the fidelity of homology-directed repair in Xenopus egg extracts2022

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      The 11th quinquennial conference on DNA repair
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mechanisms of mismatch-induced nucleosome remodeling during eukaryotic DNA mismatch repair2022

    • 著者名/発表者名
      金津瑛一郎
    • 学会等名
      The 30th Hot Spring Harbor International Symposium Chromatin Potential in Development & Differentiation
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MMRシステムによる相同組換え正確性制御のメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所・研究集会「染色体安定維持研究会」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ミスマッチ修復に伴うクロマチンリモデリング反応の試験管内再構成による解析2021

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      第93回日本遺伝学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MutSαとSmarcad1はミスマッチ依存的ヌクレオソームリモデリング複合体を形成する2021

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] WernerヘリカーゼとMutLαエンドヌクレアーゼは一本鎖アニーリングの正確性を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      河添好孝
    • 学会等名
      第26回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ミスマッチ修復を促進するヌクレオソームリモデリングの試験管内再構成2021

    • 著者名/発表者名
      金津瑛一郎
    • 学会等名
      第26回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] WernerヘリカーゼとMutLαエンドヌクレアーゼはDNA二重鎖切断修復の正確性を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      河添好孝
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ミスマッチ修復機構に依存したアルキル化損傷応答反応の試験管内再現による解析2021

    • 著者名/発表者名
      重信佳凜
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] クロマチンを基質としたミスマッチ修復反応の試験管内再構成に向けた解析2021

    • 著者名/発表者名
      福田翔太
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 真核生物のDNAミスマッチ修復に伴うヌクレオソームリモデリングのメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      金津瑛一郎
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] WernerヘリカーゼとMutLαエンドヌクレアーゼは一本鎖アニーリングの正確性を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      河添好孝
    • 学会等名
      第39回染色体ワークショップ・第20回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A balance between pro- and anti-recombination reactions determines the fidelity of homology-directed repair2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 達郎
    • 学会等名
      第38回染色体ワークショップ・第19回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The quality control mechanism of homology-directed repair in Xenopus egg extracts2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 達郎
    • 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 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミスマッチ修復システムによるクロマチンリモデリングの試験管内再構成による解析2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 達郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 研究室ウエブサイト

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~chromosome/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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