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ゲノム安定性維持におけるBloom症候群病因遺伝子BLMの役割

研究課題

研究課題/領域番号 20J13601
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分63020:放射線影響関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

塚田 海馬  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードBloom症候群 / BLM / DNA損傷応答 / DNA損傷修復 / タンパク質-タンパク質相互作用 / BLM遺伝子
研究開始時の研究の概要

ヒトの細胞内に存在するDNAは常に様々なストレスに由来したDNA損傷に晒されている。それに対して細胞は、これらのDNA損傷を迅速に認識・正確に修復することでゲノム安定性(遺伝情報)を保ち、がんや遺伝病の発生を防いでいる。
本研究では、免疫不全や光過敏症、そして若年性発がんなどを呈する難治性遺伝疾患Bloom症候群の原因遺伝子であるBLMに着目し、如何にしてBLMが細胞のゲノム安定性を保つのか、その分子メカニズムを解明する。

研究実績の概要

本研究では、“光過敏症、低身長症や若年性発がんを引き起こす常染色体劣性遺伝病Bloom症候群の原因遺伝子BLMが細胞のゲノム安定性維持に関わるメカニズムを解明すること”を目的としている。
採用1年目では、BLMと他タンパク質の結合に着目し実験を行った。特に、“BLMと一本鎖DNA結合タンパク質RPAの結合に着目し、その結合が担うゲノム安定性維持の分子メカニズムを解明すること”を目的として、英国オックスフォード大学のAndrew Blackford博士と共同で実験を行った。BLMのRPAとの相互作用を介したDNA複製異常時の応答機構に関する成果をNature Communications誌に筆頭著者の一人として発表している。
採用2年目では、“BLMの二量体化能の役割”、“BLMと家族性乳がん原因遺伝子BRCA1との関係”という2点に着目して実験を行った。
BLMの二量体化能に関しては、豪州セントヴィンセント医学研究所のAndrew Deans博士、英国オックスフォード大学のAndrew Blackford博士と共同で実験を行った。その結果、BLMの二量体化能が細胞内でBLMが姉妹染色分体交換を抑制し、細胞が生存するために必要であることを明らかにし、Proceedings of the National Academy of Sciences誌に共著者の一人として研究成果を発表している。
BLMとBRCA1との関係に関しては、BLM-BRCA1が合成致死の関係であることを見出し、BLMがBRCA1変異がんの治療における有用な分子標的となり得ることを明らかにした。現在、合成致死が生じる分子メカニズムの解析をAndrew Blackford博士と共同で行なっている。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Oxford/Francis Crick Institute(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] セントヴィンセント医学研究所/University of Melbourne(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Mahidol University(タイ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] SPC Government College(インド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Yale University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of Bloom syndrome complex assembly required for double Holliday junction dissolution and genome stability2022

    • 著者名/発表者名
      Hodson Charlotte、Low Jason、van Twest Sylvie、Jones Samuel、Swuec Paolo、Murphy Vincent、Tsukada Kaima、Fawkes Matthew、Bythell-Douglas Rohan、Davies Adelina、Holien Jessica、O’Rourke Julienne、Parker Benjamin、Glaser Astrid、Parker Michael、Mackay Joel、Blackford Andrew、Costa Alessandro、Deans Andrew
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 6

    • DOI

      10.1073/pnas.2109093119

    • 関連する報告書
      2021 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] Phosphorylation of PNKP mediated by CDKs promotes end-processing of Okazaki fragments during DNA replication2021

    • 著者名/発表者名
      Tsukada K, Imamura R, Saikawa K, Saito M, Kase N, Miyake T, Ishiai M, Matsumoto Y, Shimada M
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2021.07.29.452278

    • 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
  • [雑誌論文] Functional analysis of XRCC4 mutations in reported microcephaly and growth defect patients in terms of radiosensitivity.2021

    • 著者名/発表者名
      Asa ADDC, Wanotayan R, Sharma MK, Tsukada K, Shimada M, Matsumoto Y.
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 62 号: 3 ページ: 380-389

    • DOI

      10.1093/jrr/rrab016

    • 関連する報告書
      2021 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] The Bloom syndrome complex senses RPA-coated single-stranded DNA to restart stalled replication forks2021

    • 著者名/発表者名
      Shorrocks Ann-Marie K.、Jones Samuel E.、Tsukada Kaima、Morrow Carl A.、Belblidia Zoulikha、Shen Johanna、Vendrell Iolanda、Fischer Roman、Kessler Benedikt M.、Blackford Andrew N.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20818-5

    • 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
  • [雑誌論文] Diminished or inversed dose-rate effect on clonogenic ability in Ku-deficient rodent cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya H, Shimada M, Tsukada K, Meng Q, Kobayashi J, Matsumoto Y
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 62 号: 2 ページ: 198-205

    • DOI

      10.1093/jrr/rraa128

    • 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
  • [雑誌論文] The FHA domain of PNKP is essential for its recruitment to DNA damage sites and maintenance of genome stability2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukada K, Shimada M, Imamura R, Saikawa K, Ishiai M, Matsumoto Y.
    • 雑誌名

      Mutat Res.

      巻: 822 ページ: 111727-111727

    • DOI

      10.1016/j.mrfmmm.2020.111727

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Linker region is required for efficient nuclear localization of polynucleotide kinase phosphatase.2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukada K, Matsumoto Y, Shimada M.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 15 号: 9 ページ: e0239404-e0239404

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0239404

    • 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] DNA複製中の岡崎フラグメント成熟におけるDNA修復酵素PNKPの役割2021

    • 著者名/発表者名
      塚田 海馬, 今村 力也, 齋藤 瑞樹, 島田 幹男, 石合 正道, 松本 義久
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第64回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The DNA Damage Response and its Importance in Human Health2021

    • 著者名/発表者名
      塚田海馬
    • 学会等名
      富山高等専門学校 研究推進フォーラム2021
    • 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] 蛍光ライブセルイメージングを用いたDNA修復酵素PNKPの制御メカニズム解析2020

    • 著者名/発表者名
      塚田 海馬, 今村 力也, 島田 幹男, 石合 正道, 松本 義久
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第63回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] DNA修復酵素PNKP欠損細胞の樹立とDNA損傷・複製ストレスにおける機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      Rikiya Imamura, Kaima Tsukada, Kotaro Saikawa, Mikio Shimada, Yoshihisa Matsumoto
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第63回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] DNA修復酵素PNKPの天然変性領域が担う細胞安定性における役割2020

    • 著者名/発表者名
      齋川 昴太郎, 塚田 海馬, 今村 力也, 島田 幹男, 松本 義久
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第63回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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