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DNA複製・RNA転写コンフリクトのゲノム科学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 23K27156
補助金の研究課題番号 23H02463 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分43050:ゲノム生物学関連
研究機関公益財団法人がん研究会

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)

研究分担者 野島 孝之  九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (80431956)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2025年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2024年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2023年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワードDNA複製 / DNAポリメラーゼ / 転写 / RNAポリメラーゼ / 転写/複製コンフリクト
研究開始時の研究の概要

真核生物では、複製開始点が染色体上に多数存在し、周辺の遺伝子上では複製フォークと転写装置間の衝突・干渉(複製・転写コンフリクト)を完全に回避する事はできない。複製フォークとRNAポリメラーゼの相互干渉は、ゲノム不安定性の要素の1つとして着目されてきたが、現在までの知見からは、複製・転写コンフリクトが起きやすい領域がゲノム上にどのように分布するかは明らかになっておらず、該当領域を探索する解析方法も確立されていない。本研究では、その領域で複製・転写コンフリクトの生成・解消に関わる因子の解析を進めつつ、染色体不安定を誘引する複製・転写コンフリクトの特徴を明らかにする。

研究実績の概要

本年度は、転写機構の変化に応じて、DNA複製機構が変化するかを検証するための実験系の構築を集中的に実施した。分担者(野島孝之准教授・九州大学)の研究によって、RNAポリメラーゼの制御因子であるNELF複合体の喪失は、転写への影響のみならず、細胞周期の進行にも強く影響を及ぼすことが示されている。このことから、 NELF複合体の機能喪失による転写制御不全は、転写によるDNA複製への干渉を増大させ、結果として、細胞周期の停止を引き起こすとの仮説を設定し、それを検証している。 NELF複合体の状態に応じて、複製フォークの開始・進行、DNAポリメラーゼの機能が、どのように変化するかを検証するために、NELFCD因子の迅速分解を誘導するシステムをPu-seq実験に使用する細胞株において作成した。現在までにPu-seq実験のデータをえる段階までに至ったはいないが、短期期間内に、この実験を完了できる見込みが立ったところである。

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

研究者代表、分担者それぞれが現在、複製機構、転写機構のプロファイルを着実に進めている状況であり、今後、それらを統合した結果が予定通り得られると考えられる。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り進める予定であるが、DNA複製、転写機構のゲノムプロファイルを統合する情報科学的解析は今後、重点的に進める必要があると考える。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Adaptive use of error‐prone DNA polymerases provides flexibility in genome replication during tumorigenesis2024

    • 著者名/発表者名
      Bainbridge Lewis J.、Daigaku Yasukazu
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: - 号: 7 ページ: 2125-2137

    • DOI

      10.1111/cas.16188

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NELF coordinates Pol II transcription termination and DNA replication initiation2024

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Chihiro、Daigaku Yasukazu、Aoi Yuki、Fang Qi、Kimura Hiroshi、Shilatifard Ali、Tellier Michael、Nojima Takayuki
    • 雑誌名

      BioRxiv

      巻: NA

    • DOI

      10.1101/2024.01.31.578294

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 細胞内・核内環境と連動するゲノム複製機構2023

    • 著者名/発表者名
      大学保一, 小柳恵理, 柿本洋子, 南澤宝美后, 夏目豊彰, 鐘巻将人
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chromosome fragility and DNA polymerase usage2023

    • 著者名/発表者名
      Yasukazu Daigaku
    • 学会等名
      8th Meeting of the Asian Forum for Chromosome & Chromatin Biology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Variation in usage of leading and lagging polymerases in the human genome and its relation to the transcriptional landscape2023

    • 著者名/発表者名
      Yasukazu Daigaku
    • 学会等名
      CSHL meeting - Eukaryotic DNA Replication & Genome Maintenance
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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