| 研究課題/領域番号 |
21K19203
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 公益財団法人がん研究会 (2022-2023)
東北大学 (2021) |
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研究代表者 |
大学 保一 公益財団法人がん研究会, がん研究所 がんゲノム動態プロジェクト, プロジェクトリーダー (80619875)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | DNA複製 / 転写・複製コンフリクト / ゲノム安定性 / DNAポリメラーゼ / 転写 / 複製開始点 / 染色体編成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
DNA複製の際も遺伝子発現は常に起きているため，ゲノムDNAの複製を円滑に行う上で，RNA転写との調和は重要である．特に，RNAポリメラーゼはDNA複製装置と干渉し合う関係にあり，その影響は染色体異常の原因になることが報告されている．本研究では，特定のDNAポリメラーゼ合成を全ゲノムに渡ってプロファイリングする実験系：Polymerase usage sequencing （Pu-seq）を用い，転写によるゲノム複製への影響を検証する．さらに，その知見をもとに，人工的な転写制御を介して，外部から導入したDNAの複製をコントロールすることを目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究はリーディング鎖・ラギング鎖合成を担うDNAポリラーゼの合成領域を示すデータを利用し、複製フォークの動態（開始、停止、進行）を定量的に示すゲノムプロファイルを創出した。このプロファイルを利用し、複製フォークの動態が特徴的な変化を示す領域を抽出した結果、複製開始領域は遺伝子近傍に存在し、遺伝子内部では、複製フォークの終結が起きることが示された。このことは遺伝子の末端から、内部の方向へ複製フォークが進行する傾向があることを意味する。また、この傾向は長い遺伝子では、さらに顕著になることも示され、複製フォークと遺伝子転写の衝突の影響は長い遺伝子において大きくなることを示唆する結果を得るに至った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
DNA複製と転写は同じゲノム上で同時に機能する必要があるが、これら機能がお互いにどのように調和し、また、干渉し合っているかを具体的示す研究は発展途上である。その状況で、本研究は、複製開始領域が遺伝子の転写領域を避けるように配置され、また、遺伝子転写領域において複製フォークがどのように進行するかを明らかにすることができた。結果として、本研究は、転写・複製コンフリクトによって引き起こされるゲノム不安定性を議論する上で重要な成果をあげることができた。
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