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DNAポリメラーゼ動態から成る遺伝情報の安定性

研究課題

研究課題/領域番号 20H03233
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43050:ゲノム生物学関連
研究機関公益財団法人がん研究会 (2022)
東北大学 (2020-2021)

研究代表者

大学 保一  公益財団法人がん研究会, がん研究所 がんゲノム動態プロジェクト, プロジェクトリーダー (80619875)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードDNA複製 / 突然変異 / DNAポリメラーゼ / 突然変異生成 / ゲノム安定性
研究開始時の研究の概要

真核生物では,比較的正確な複製を行うPolε(イプシロン),Polδ(デルタ)がゲノム複製の大半を担うが,最近の研究では,誤りがちなポリメラーゼのゲノム複製への関与も示されている.中でも,Polζ(ゼータ)は自然突然変異の主な原因であり,遺伝情報の安定性とDNAポリメラーゼ機能との関連を論ずる上で重要な分子である.PolζはPolδとサブユニットを共有し,細胞内でのPolδの状態がPolζの機能に影響すると考えられる.本研究では,Polδのサブユニットの核内での動態がPolζの機能に及ぼす影響を明らかにし,時間的・空間的に均一でないDNA複製機構が,どのようにゲノム情報の安定性に関わるかを解明する.

研究成果の概要

真核生物は15種類のDNAポリメラーゼを持つが、その中でも、Polζ(ゼータ)は自然突然変異の主な原因であり、遺伝情報の安定性とDNAポリメラーゼ機能との関連を論じる上で重要な分子である。PolζはPolδとサブユニットを共有し、細胞内でのPolδの状態がPolζの機能に大きく影響すると考えられる。本研究では、分裂酵母を使用して、Polδのサブユニットの核内での動態がPolζの機能に及ぼす影響を明らかにすることを試みた。その結果、DNA損傷に応答した機能として、Polδのサブユニットの1つであるCdc1因子の細胞内での量に応じてDNAポリメラーゼζの機能が制御され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

本研究は、分裂酵母を中心的に使用し、突然変異の主な原因となるポリメラーゼの制御を明らかにすることを目的とした。今後、哺乳類細胞を対象とした研究へと発展させることにより、がん細胞における突然変異率の上昇の原因究明に貢献することが大いに期待される。また、この研究をモデルとして、その他の多くのDNAポリメラーゼを対象に加えた研究へと発展させ、多種多様なDNAポリメラーゼが協調的に機能する仕組みが明らかになると期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

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

  • [雑誌論文] Global landscape of replicative DNA polymerase usage in the human genome2022

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi Eri、Kakimoto Yoko、Minamisawa Tamiko、Yoshifuji Fumiya、Natsume Toyoaki、Higashitani Atsushi、Ogi Tomoo、Carr Antony M.、Kanemaki Masato T.、Daigaku Yasukazu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 7221-7221

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34929-8

    • 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] Global landscape of replicative DNA polymerase usage in the human genome2021

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi Eri、Kakimoto Yoko、Yoshifuji Fumiya、Natsume Toyoaki、Higashitani Atsushi、Ogi Tomoo、Carr Antony M.、Kanemaki Masato T.、Daigaku Yasukazu
    • 雑誌名

      BioRxiv

      巻: - ページ: 1-41

    • DOI

      10.1101/2021.11.14.468503

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] DNAポリメラーゼ機能と複製フォーク動態における柔軟性と脆弱性2022

    • 著者名/発表者名
      大学保一
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA polymerase dynamics and genomic instability2022

    • 著者名/発表者名
      大学保一, 鐘巻将人
    • 学会等名
      第81回日本癌学会学術総会
    • 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] 遺伝子分布・転写機構が複製フォーク動態に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      大学保一, 小柳恵理, 柿本洋子, 南澤宝美后, 夏目豊彰, 鐘巻将人
    • 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] 核内環境に応じた複製フォーク動態の多様性2021

    • 著者名/発表者名
      小柳恵理, 柿本洋子, 大学保一
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子転写のDNAポリメラーゼ動態への影響2021

    • 著者名/発表者名
      小柳恵理, 柿本洋子, 荻朋男, 夏目豊彰, 鐘巻将人, 大学保一
    • 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] DNAポリメラーゼ動態から見る,転写機構の染色体複製への影響2021

    • 著者名/発表者名
      小柳恵理, 柿本洋子, 荻朋男, 夏目豊彰, 鐘巻将人, 大学保一
    • 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

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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