| 研究課題/領域番号 |
20K12174
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分63020:放射線影響関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
坂本 綾子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子バイオ基盤研究部, 上席研究員 (00354960)
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| 研究分担者 |
横田 裕一郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員 (30391288)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | ヒメツリガネゴケ / DNA修復 / ガンマ線 / 相同組換え / オルタナティブエンドジョイニング / DNAポリメラーゼζ / DNA二重鎖切断 / ゲノム編集 / 放射線応答 / 染色体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
真核生物の間で保存されているDNAポリメラーゼζ (Polζ)の新規機能を明らかにする目的で、モデル植物であるシロイヌナズナおよびヒメツリガネゴケを材料として、1) DNA二重鎖切断修復プロセスにおける突然変異の検出、2) リボヌクレオチドの取り込みによるPolζ活性の追跡、3) Polζとの二重欠損によって合成致死となる変異体の探索を行う。これによりPolζのDNA二重鎖切断修復への関与を明らかにし、種を超えて保存されたゲノム維持機構が存在する可能性を示す。
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| 研究実績の概要 |
DNAポリメラーゼζ (Polζ)を欠損したシロイヌナズナの変異体 (rev3-1)は放射線に対して感受性を示すことから、植物のPolζがDNA二重鎖切断修復に関与していることが示唆されているが、その証拠は得られていない。R5年度は、前年度に引き続きヒメツリガネゴケのDNA二重鎖切断修復に関わる経路の解析と、シロイヌナズナPol ζの小サブユニットであるREV7と相互作用するタンパク質の探索を行った。
1) ヒメツリガネゴケでは、相同組換えに必須なRAD51Bを欠損すると放射線抵抗性が大きく下がることがわかっている。今回、RAD51Bに加えオルタナティブEJ に関わるPOLQを欠損させた二重変異体にガンマ線を照射し、照射後の成長量を指標としたガンマ線感受性と核酸のサルベージ合成経路で働くAPRT遺伝子座を用いた突然変異スペクトルの解析を行った。その結果、rad51b単独欠損株よりもrad51b polq 二重欠損系統のほうがガンマ線に対して高い感受性を示すものの、変異頻度はradd51b単独欠損株の方が高いという結果になった。また、変異スペクトル解析ではいずれの系統でも単純な欠失変異ならびに挿入を伴う欠失変異(複合変異)が多かった。以上のことから、ヒメツリガネゴケのDNA二本鎖切断修復では相同組換え活性が最も重要で、この経路なしでは正確な修復はもはや望めないということが示された。
2) Polζの新規機能を解明する目的でPol ζの小サブユニットであるREV7とGFPとの融合タンパク質を発現するコンストラクトをREV7欠損株に導入した。この系統に対してγ線を照射し、一定時間後にGFPアフィニティーカラムでREV7と相互作用する画分を濃縮し、SDS-PAGEで分画した。その結果、ガンマ線照射によって濃度が変化したバンドがいくつか観察され、これらがガンマ線に応答したPolζの新規機能に関与する可能性が示唆された。
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