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DNA損傷応答に連動したクロマチン構造再構築機構の理解

研究課題

研究課題/領域番号 23K23810
補助金の研究課題番号 22H02546 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分43010:分子生物学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

小布施 力史  大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (00273855)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2024年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードDNA損傷応答 / クロマチンリモデリング / ヘテロクロマチン / クロモセンター / DNA損傷修復 / クロマチンリモデリング因子
研究開始時の研究の概要

DNAに損傷が起こると、損傷領域周辺のクロマチンがオープンな構造に再編され、修復因子複合体の形成を促進し、修復が終了したのちには元のクロマチン構造に戻すというモデルが提唱され、その現象やメカニズムの一端が明らかにされつつある。しかしながら、損傷チェックポイン トの下流において、クロマチンリモデリング複合体がどのようなしくみでチェックポイントや損傷部位・修復反応と連携しているのか不明な点が多い。本課題は、私たちが見出した新規ヘテロクロマチン因子とクロマチンリモデリング複合体との相互作用の機能が、DNA損傷応答のどのステップで、どのように働きかけているのか明らかにする。

研究実績の概要

DNAに損傷が起こると、損傷領域周辺のクロマチンがオープンな構造に再編され、修復因子複合体の形成を促進し、修復が終了したのちには元 のクロマチン構造に戻すというモデルが提唱され、その現象やメカニズムの一端が明らかにされつつある。しかしながら、損傷チェックポイントの下流において、クロマチンリモデリング複合体がどのようなしくみでチェックポイントや損傷部位・修復反応と連携しているのか不明な点が多い。本課題は、私たちが見出した新規ヘテロクロマチン因子とクロマチンリモデリング複合体との相互作用の機能が、修復反応のどのステップで、どのように働きかけているのか明らかにすることを目的としている。
マウス細胞がもつ巨大なヘテロクロマチン領域(クロモセンター)にAHDC1は局在する。本年度は、クロモセンターにおけるDNA損傷修復について、解析を行う系の樹立を試みた。クロモセンターはセントロメア近傍の巨大な繰り返し配列(メジャーサテライト)に形成されることが知られている。メジャーサテライト特異的にDNA2本鎖切断を導入するために、CRISPR-Cas9を安定に発現する細胞を樹立した。この細胞に、メジャーサテライトに対するガイドRNA発現プラスミドを導入することにより、クロモセンター特異的に二本鎖切断が導入されていることがgamma-H2AXのシグナルにより確認された。また、CRISPR-Cas9を安定に発現する細胞に対して、AHDC1を欠失した細胞株を樹立することに成功した。

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

今年度の成果として、マウスNIH3T3細胞において、巨大なヘテロクロマチン領域であるクロモセンター特異的に2本左切断を導入することができる細胞を樹立することができた。また、この細胞においてAHDC1を欠失した株を樹立することができた。これらの細胞株は、AHDC1のヘテロクロマチン領域での損傷応答にける機能を調べるために大変有用であるため。

今後の研究の推進方策

今回立ち上げた、マウスNIH3T3細胞において、巨大なヘテロクロマチン領域であるクロモセンター特異的に2本鎖切断を導入することができる細胞株、この細胞を親株にAHDC1を欠失した細胞株を用いて、AHDC1が発現していない細胞におけるDNA損傷に対する影響を調べることが可能となった。また、それを踏まえて、前年度までに用意したクロマチンリモデリング因子との相互作用が著しく減退した変異AHDC1をAHDC1を欠失した細胞株に戻して解析することにより、AHDC1とクロマチンリモデリング因子との相互作用の意義を解明する。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Structural evidence for protein-protein interaction between the non-canonical methyl-CpG-binding domain of SETDB proteins and C11orf462024

    • 著者名/発表者名
      Mahana Yutaka、Ariyoshi Mariko、Nozawa Ryu-Suke、Shibata Sachiko、Nagao Koji、Obuse Chikashi、Shirakawa Masahiro
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 32 号: 3 ページ: 304-315.e5

    • DOI

      10.1016/j.str.2023.12.001

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional domains of nuclear long noncoding RNAs: Insights into gene regulation and intracellular architecture2023

    • 著者名/発表者名
      Obuse Chikashi、Hirose Tetsuro
    • 雑誌名

      Current Opinion in Cell Biology

      巻: 85 ページ: 102250-102250

    • DOI

      10.1016/j.ceb.2023.102250

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Replication dynamics identifies the folding principles of the inactive X chromosome2023

    • 著者名/発表者名
      Rawin Poonperm, Saya Ichihara, Hisashi Miura, Akie Tanigawa, Koji Nagao, Chikashi Obuse, Takashi Sado & Ichiro Hiratani
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: Volume 30 Issue 8 号: 8 ページ: 1224-1237

    • DOI

      10.1038/s41594-023-01052-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dominant-negative variants in CBX1 cause a neurodevelopmental disorder2023

    • 著者名/発表者名
      Kuroda, Y.、Nagao, K、Isobe, S-Y.、Nishibuchi, G.、Obuse, C.、Roscioli, T.、Izumi, K.他
    • 雑誌名

      Genetics in Medicine

      巻: X 号: 7 ページ: 100861-100861

    • DOI

      10.1016/j.gim.2023.100861

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inner nuclear membrane proteins Lem2 and Bqt4 interact with different lipid synthesis enzymes in fission yeast2023

    • 著者名/発表者名
      Hirano Yasuhiro、Kinugasa Yasuha、Kubota Yoshino、Obuse Chikashi、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: online 号: 1 ページ: 33-46

    • DOI

      10.1093/jb/mvad017

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polycomb repressive complexes 1 and 2 are each essential for maintenance of X inactivation in extra-embryonic lineages2023

    • 著者名/発表者名
      Masui Osamu、Corbel Catherine、Nagao Koji、Endo Takaho A.、Kezuka Fuyuko、Diabangouaya Patricia、Nakayama Manabu、Kumon Mami、Koseki Yoko、Obuse Chikashi、Koseki Haruhiko、Heard Edith
    • 雑誌名

      Nature Cell Biology

      巻: 25 号: 1 ページ: 134-144

    • DOI

      10.1038/s41556-022-01047-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] RNaseH2A downregulation drives inflammatory gene expression via genomic DNA fragmentation in senescent and cancer cells2022

    • 著者名/発表者名
      Sugawara S, Okada R, Loo TM, Tanaka H, Miyata K, Chiba M, Kawasaki H, Katoh K, Kaji S, Maezawa Y, Yokote K, Nakayama M, Oshima M, Nagao K, Obuse C, Nagayama S, Takubo K, Nakanishi A, Kanemaki MT, Hara E, Takahashi A.
    • 雑誌名

      Commun Biol

      巻: 5 号: 1 ページ: 1420-1420

    • DOI

      10.1038/s42003-022-04369-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] SmcHD1 underlies the formation of H3K9me3 blocks on the inactive X chromosome in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Ichihara Saya、Nagao Koji、Sakaguchi Takehisa、Obuse Chikashi、Sado Takashi
    • 雑誌名

      Development

      巻: 149 号: 15

    • DOI

      10.1242/dev.200864

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] RNA polymerase II リン酸化は、転写と共役したヌクレオソーム再構築を促進してエピジェネ ティックな遺伝子発現不均質性を抑制する2023

    • 著者名/発表者名
      梶谷卓也、加藤太陽、木村宏、 大川恭行、小布施力史、沖昌也、Damien Hermand、John Lis、村上洋太
    • 学会等名
      第46回 IMBSJ 日本の子 子生物年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 分裂酵母の核膜孔複合体における Sec13 の機能2023

    • 著者名/発表者名
      淺川東彦、大槻千鶴 、長尾恒治、信藤知子、深川竜郎、 小布施力史、平岡 泰、原口徳子
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム 第56 回 研究報告会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 分裂酵母における BioID 法の最適化と有効性評価2023

    • 著者名/発表者名
      山田紗矢、山本孝治、川上 慶、西野耕平、小迫英尊、 小布施力史、田中克典
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム 第56 回 研究報告会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] RNA polymerase II リン酸化は、転写と共役したヌクレオソーム再構築を促進してエピジェネ ティックな遺伝子発現不均質性を抑制する2023

    • 著者名/発表者名
      梶谷卓也、加藤太陽、木村宏、 大川恭行、小布施力史、沖昌也、Damien Hermand、John Lis、村上洋太
    • 学会等名
      第46回 IMBSJ 日本の子 子生物年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分裂酵母の核膜孔複合体における Sec13 の機能2023

    • 著者名/発表者名
      淺川東彦、大槻千鶴 、長尾恒治、信藤知子、深川竜郎、 小布施力史、平岡 泰、原口徳子
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム 第56 回 研究報告会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分裂酵母における BioID 法の最適化と有効性評価2023

    • 著者名/発表者名
      山田紗矢、山本孝治、川上 慶、西野耕平、小迫英尊、 小布施力史、田中克典
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム 第56 回 研究報告会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] RNA polymerase II Ser7リン酸化は、転写と共役したヌクレオソーム弛緩・再構築を促進して転写一時停止を安定化する2022

    • 著者名/発表者名
      梶谷卓也, 加藤太陽, 沖昌也, 木村宏, 大川恭行, 小布施力史, Hermand Damien, Lis John, 村上洋太
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] エピゲノムとヘテロクロマチン構造構築に働きかけるHP1結合タンパク質2022

    • 著者名/発表者名
      小布施力史、磯部真也、佐渡敬、長尾恒治
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Replication dynamics identifies the folding principles of the inactive X chromosome2022

    • 著者名/発表者名
      Rawin Poonperm, Saya Ichihara, Hisashi Miura, Akie Tanigawa, Koji Nagao, Chikashi Obuse, Takashi Sado, Ichiro Hiratani
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ポリコーム複合体PRC1とPRC2はマウス胚体外組織におけるX染色体不活性化の維持に必須である2022

    • 著者名/発表者名
      増井修、Corbel Catherine、長尾恒治、遠藤高帆、毛塚芙由子、小布施力史、Heard Edith、古関明彦
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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