研究課題/領域番号 |
21K17888
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分63020:放射線影響関連
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研究機関 | 群馬大学 |
研究代表者 |
内原 脩貴 群馬大学, 未来先端研究機構, 研究員 (10883712)
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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 |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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キーワード | DNA修復 / 53BP1 / DNA損傷修復 / 超高解像度解析 / DNA二本鎖切断 / クロマチン動態 |
研究開始時の研究の概要 |
放射線照射により生じるDNA二本鎖切断(DSB)は、細胞運命決定に影響を与えうる重篤な損傷である。これまでにDSB近傍に集積する修復分子である53BP1は、ヌクレオソームが約100 nmの大きさで凝集するクロマチンドメインに密集していることを見出しているが、この密集 (53BP1ナノドメイン) がDSB修復に果たす役割は不明である。本研究では、53BP1ナノドメインを超高解像イメージにより3次元動態的に解析することで、その生理的意義の解明に挑戦する。本研究の達成は、放射線障害の重要な課題の一つであるゲノム安定化維持機構に関わる情報基盤の確立に大きく貢献すると考えている。
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研究実績の概要 |
放射線照射によって生じる生体傷害の中で、DNA二本鎖切断(DSB:DNA double strand break)は細胞運命決定に影響を与えうる重篤な損傷の一つである。申請者の研究グループは超高解像度蛍光顕微鏡3D-SIM(OMX)を有し、これまで多くのDSB修復分子の超高解像イメージング解析を行ってきた。申請者らが超高解像度解析を行う中で、DSB近傍に集積する修復分子である53BP1は、ヌクレオソームが100-200 nmの大きさで凝集するクロマチンドメインに密集していることを発見している(この構造体を53BP1ナノドメインと呼ぶ)。53BP1ナノドメインは単一のDSBに対して複数個存在するが、これらナノドメインがDSB修復に果たす役割は未だ明らかにされていない。そこで本研究では、53BP1ナノドメインを超高解像イメージにより3次元動態的に解析することで、その生理的意義を解明することを目的とする。 申請者は前年度に構築した53BP1ナノドメイン間の距離を測定するための実験系を用いて、放射線照射後の時間依存的な53BP1ナノドメインの3次元動態変化を検討した。X線1 Gy照射0.5時間後では53BP1 fociは観察されるが、24時間後ではDSBが修復されるため、ほとんど観察されない。そのため、53BP1ナノドメインが観察可能な10 Gy照射24時間後の条件と1 Gy照射0.5時間後の条件を比較した。1 Gy照射0.5時間後と比較して、10 Gy照射24時間後では53BP1 fociのサイズが大きく、ナノドメインの数は多かった。一方で、両条件で53BP1ナノドメイン間距離の指標であるDPS-midの値に有意な変化は認められなかった。そのため、DSB後の時間に関わらず、53BP1ナノドメイン間の距離は維持されることが示唆された。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通り、前年度に構築した53BP1ナノドメイン間距離の測定系を用いて、放射線誘発DSB生成後のナノドメイン間距離の変化を解析できた。一方で、細胞周期ごとの変化を観察することはできなかっため、次年度に実施する予定である。
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今後の研究の推進方策 |
細胞周期ごとに53BP1ナノドメインの3次元動態変化を検討する。加えて、DSB修復に重要な分子であるATMキナーゼやRIF1が53BP1ナノドメイン間の距離に及ぼす影響を検討する。
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