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転写ストレスが引き起こすDNA二本鎖切断と細胞応答

研究課題

研究課題/領域番号 21K12245
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分63020:放射線影響関連
研究機関金沢医科大学

研究代表者

逆井 良  金沢医科大学, 医学部, 准教授 (10549950)

研究分担者 西 良太郎  東京工科大学, 応用生物学部, 准教授 (80446525)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードDNA二本鎖切断 / 転写 / カンプトテシン / DNAトポイソメラーゼ / 転写ストレス
研究開始時の研究の概要

抗がん剤であるカンプトテシン(CPT)は、DNAトポイソメラーゼI(Top1)の異常な反応中間体をDNA上に蓄積させる。CPTは癌細胞も殺すが、副作用として神経症状が知られており、Top1異常中間体による転写ストレスが関係していると考えられるが、詳細は不明である。我々は、転写ストレス時にDNAが切れることを報告したが、その切断機構および修復機構はわかっていない。本研究では、CPTによる転写ストレス時におけるDNAの切断・修復機構を明らかにし、転写ストレスに対する細胞応答の解明を目指す。

研究成果の概要

抗がん剤であるカンプトテシン(CPT)で誘導される転写ストレスとして、DNA二本鎖切断(transcription-coupled DSB:tc-DSB)が生じることが分かっているが、tc-DSBの発生・修復機序はよく分かっていない。我々はDNAヘリカーゼであるRecQL5に注目して解析を行った。CPTにより停止した転写近傍でDNA-RNAハイブリッド構造に関連するDNA二次構造が誘導されるが、RecQL5欠損細胞ではDNA二次構造が解消されずに、別のDNA修復であるTC-NERが働くため、DSBが誘導されていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、抗がん剤であるCPTによる細胞影響において、あまり研究が進んでいない転写に対する影響に注目したものである。転写は全ての細胞で起こっており、転写ストレス応答の解明は、CPT誘導体を用いた化学療法における副作用を考える上で重要と考えられる。また、Top1-DPCの代謝異常は神経変性疾患との関連が言われており、本研究の成果はTop1-DPCが神経細胞で毒性を発揮する機構を示唆するもので、神経疾患の病態解明にもつながる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 その他

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

  • [雑誌論文] UbcH5c-dependent activation of DNA-dependent protein kinase in response to replication-mediated DNA double-strand breaks2023

    • 著者名/発表者名
      Sakasai Ryo、Matsui Tadashi、Sunatani Yumi、Iwabuchi Kuniyoshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 668 ページ: 42-48

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.05.068

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Camptothecin compromises transcription recovery and cell survival against cisplatin and ultraviolet irradiation regardless of transcription-coupled nucleotide excision repair2022

    • 著者名/発表者名
      Sakasai Ryo、Wakasugi Mitsuo、Matsui Tadashi、Sunatani Yumi、Saijo Masafumi、Matsunaga Tsukasa、Iwabuchi Kuniyoshi
    • 雑誌名

      DNA Repair

      巻: 113 ページ: 103318-103318

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2022.103318

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lens-specific conditional knockout of tropomyosin 1 gene in mice causes abnormal fiber differentiation and lens opacity2021

    • 著者名/発表者名
      Shibata Teppei、Ikawa Masahito、Sakasai Ryo、Ishigaki Yasuhito、Kiyokawa Etsuko、Iwabuchi Kuniyoshi、Singh Dhirendra P、Sasaki Hiroshi、Kubo Eri
    • 雑誌名

      Mechanisms of Ageing and Development

      巻: 196 ページ: 111492-111492

    • DOI

      10.1016/j.mad.2021.111492

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] DNA 複製を介したDNA二本鎖切断に対し、BRCA2は53BP1-核ラミナ-LINC複合体を介した核の断片化を抑制する2023

    • 著者名/発表者名
      逆井良、松井理、砂谷優実、岩淵邦芳
    • 学会等名
      第27回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] DNA複製を介したDNA二本鎖切断の修復機構とその破綻による核の断片化2023

    • 著者名/発表者名
      逆井良、松井理、砂谷優実、岩淵邦芳
    • 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] BRCA2 prevents nuclear fragmentation mediated by LINC-lamina-53BP1 axis in response to one-ended DNA double-strand breaks2023

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sakasai, Yumi Sunatani, Tadashi Matsui, Kuniyoshi Iwabuchi
    • 学会等名
      The 19th Ataxia-Telangiectasia workshop
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 53BP1- and BRCA2-dependent biphasic repair of replication-mediated one-ended DSBs2022

    • 著者名/発表者名
      逆井良、岩淵邦芳
    • 学会等名
      第9回DNA損傷応答ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 53BP1- and BRCA2-dependent biphasic repair of replication-mediated one-ended DSBs2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sakasai, Yumi Sunatani, Tadashi Matsui, Kuniyoshi Iwabuchi
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第65回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] カンプトテシンはDNA損傷後の転写の回復を阻害しシスプラチンに対する殺細胞効果を増強する2021

    • 著者名/発表者名
      逆井良、若杉光夫、松井理、砂谷優実、西條将文、松永司、岩淵邦芳
    • 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 実施状況報告書
  • [備考] 金沢医科大学 医学部 生化学I

    • URL

      https://kmu-bc1.jimdofree.com/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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