| 研究課題/領域番号 |
21K15017
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分43010:分子生物学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所 (2022-2023)
広島大学 (2021) |
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研究代表者 |
衣笠 泰葉 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ヘルス・メディカル微生物研究センター, 研究員 (60852118)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | クロマチン / ラミン / 核構造 / DNA損傷 / 相同組換え修復 / DNA損傷修復 / Rad51 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
DNA二本鎖切断（DSB）が発生すると、修復因子が集結し巨大なDNA修復ドメインが形成される。しかし、DNA修復ドメインが形成維持されるメカニズムは未だ不明な点が多い。先行研究より、核骨格タンパク質ラミンA及びB1は、DSBの相同組換え修復因子Rad51と結合し、Rad51フォーカスの形成に寄与していることが明らかとなっている。哺乳類細胞において、DNA修復ドメインの多くは核質内に局在しているため、この機能を担っているのは、核ラミナではなく核質中に少量存在する核質ラミンであることが考えられる。本研究課題は、核骨格タンパク質がDNA修復ドメインの形成に寄与する分子メカニズムの解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
核内には様々なタンパク質が存在し複雑なネットワークを形成しているが、中でもラミンなどの核骨格タンパク質と呼ばれるタンパク質群は、核構造の物理的な維持機構に加え、クロマチンやその他のタンパク質との相互作用を通じてダイナミックな核内機能の制御も行っていることが近年明らかとなってきている。ラミンなどの核骨格タンパク質による核膜直下の恒常的なヘテロクロマチン構造形成など、一部は機能が解明されつつある一方で、環境の変化などに対応した動的な制御機構、特に核膜直下に限らない核全体に及ぼす影響については未知の部分が多い。本研究では、DNA二本鎖切断（DSB）によって形成されるDNA修復ドメインの形成過程における核骨格タンパク質の役割、及びその分子機構の解明を目指すものである。
昨年度までにおいて、Lamin B1とRAD51がクロマチン結合性画分において相互作用を持つことを生化学的解析にて明らかにしていた。本年度はさらにLamin B1 - RAD51結合に必要なドメインの解析を行い、RAD51の自己結合ドメインが必要であることが分かった。さらに、放射線照射によって細胞にDSBを導入し、DNA損傷時のLamin B1 - RAD51結合の変化について解析を進めた。その結果、DNA損傷直後はLamin B1 - RAD51結合が一時的に弱まり、DNA損傷修復が進むにつれて結合が再び強まっていくことが分かった。このことより、Lamin B1は通常のDNA非損傷時におけるRAD51の待機場所としての役割を持ち、DNA損傷発生時にはその結合緩めることでDNA損傷修復ドメイン形成に向けたダイナミックな構造変化を促していると考えられる。本研究結果は、核骨格タンパク質によるDNA損傷修復ドメインをはじめとした核内ドメイン形成を促進するメカニズムの解明のために重要な知見をもたらすものである。
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