| 研究課題/領域番号 |
23K23866
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02603 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43050:ゲノム生物学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
藤田 雅俊 九州大学, 薬学研究院, 教授 (30270713)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 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)
2025年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 複製ストレス応答分子機構 / 複製フォークとDNA-タンパク質複合体衝突 / SLX4 / RAD52 / 複製フォークとDNA-蛋白質複合体衝突 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
真核生物のゲノムにおいて、テロメア、セントロメア、リボソームDNA等の必須リピート領域が「複製が困難な領域」であることが知られている。更に、複製と転写衝突も同様に「複製の困難」を引き起こす。これら「複製が困難な領域」に複製フォークが衝突した場合に複製ストレスが起こり、その際に適切な応答が起こらないとゲノムが不安定になり、がん等に結びつく。しかし、これらの領域・障害で停止した複製フォークに対する細胞応答の詳細はほとんど不明であったので、これを明らかにすべく研究を行なっていく。
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| 研究実績の概要 |
我々は、ヒト細胞においてlacO-LacI相互作用を利用したユニークな解析モデル系を樹立し、リピート配列上の「DNA-タンパク質複合体」に衝突した複製フォークが誘導する新規ストレス応答を研究している。今年度は研究計画に沿って研究を進め以下のような結果を得た。
①SLX4-XPF集積の分子メカニズム解明
lacO-LacIモデル系では、SLX4-XPFが初期応答分子として機能していると考えられる。しかし、SLX4がlacO領域にリクルートされる分子機構は明らかではない。2023年度までの研究から以下のことが明らかとなってきた。① SLX4 N末ドメインは、そのユビキチン結合モチーフ依存的かつRNF168ユビキチンリガーゼ依存的にリクルートされるが、この集積はXPFの集積に必須ではない。② SLX４のC末ドメインもlacO領域にリクルートされ、これはSUMO結合モチーフ依存的であり、かつSUMOリガーゼ依存的である。更なる検討から、②が主たるSLX4-XPFリクルート機構であることが判明しつつある。
②RAD52経路選択メカニズムおよびその関連経路(BIR、TLS等)の解明
lacO-LacI複合体が誘導する複製ストレス部位には、相同組換え修復因子RAD51は集積せず、SSA反応を行うRAD52が集積する。そこでRAD52の上流および下流経路の解明を進めている。2023年度までの研究から以下のことが明らかになりつつある。① RAD52の集積はATRおよびFANCD2に依存している。② RAD52の下流ではMus81が機能している。③ RAD52の下流ではPol θも機能しており、それぞれSSAおよびMMEJ活性により、lacO配列の欠失につながっているかもしれない。④ RAD52を抑制すると、REV1の集積が増加する。この経路が、RAD52抑制下でlacO領域の複製完了が促進される原因の一つかもしれない。
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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
上述したように、研究計画に沿った興味深いデータを得つつあるから。
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| 今後の研究の推進方策 |
①SLX4-XPF集積の分子メカニズム解明
上述の結果を踏まえ、以下のように研究を進める。① XPF結合モチーフを持つSLX4 C末ドメインのみでXPFをリクルートできるのかどうかを明らかにする。② 本応答に必要なSUMOリガーゼの同定。③ 将来的には、②のSUMOリガーゼによってSUMO化される因子の同定。併せて、SLX4-XPFの下流で働くヌクレアーゼの同定も目指す。現時点で、BLMとDNA2がSLX4依存的に集積するというデータを得つつあり、その意義の解明も目指す。
②RAD52経路選択メカニズムおよびその関連経路(BIR、TLS等)の解明
本年度は以上の所見を明確なものにするために実験を重ね、作業仮説の証明を進めたい。例えば、RAD52抑制下でのlacO領域複製完了の促進が、siRNAによるRev1抑制により解除されるか等も検討したい。また、lacO領域複製完了へのPol θ抑制の影響も調べたい。
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