プロテオミクスと遺伝学の融合によるゲノム恒常性維持マシナリーの解明

• 研究課題/領域番号: 25281021
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 廣田 耕志 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (00342840)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2013年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: DNA修復 / DNA損傷応答 / クロマチン / ユビキチン / 染色体 / ゲノム / 複製 / 質量分析 / SILAC

研究成果の概要

環境中の化学物質や放射線などによるDNAの損傷は、ゲノム不安定化の原因となる。ゲノムの不安定化は発ガンや遺伝的影響の要因となり、ゲノム安定維持機構の解明が急がれる。我々は、クロマチン制御-DNA修復の連携によるゲノムの安定維持機構を、「ゲノム恒常性維持マシナリー」と定義しその解明を行なった。これまで、遺伝学アプローチによりゲノム恒常性維持マシナリーの各因子の機能解明を行なってきたが、個別のタンパク質の研究では、全貌を俯瞰するような知見を得ることは不可能であった。本研究ではSILACという手法を用いプロテオミクスと遺伝学手法を融合させ、ゲノム恒常性維持マシナリーの全貌解明を目指し研究を推進した。

研究成果

• [雑誌論文] Local potentiation of stress-responsive genes by upstream noncoding transcription. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takemata N, Oda A, Yamada T, Galipon J, Miyoshi T, Suzuki Y, Sugano S, Hoffman CS, Hirota K, Ohta K.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cytotoxic and genotoxic profiles of benzo[a]pyrene and N-nitrosodimethylamine demonstrated using DNA repair deficient DT40 cells with metabolic activation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ooka M, Takazawa H, Takeda S, Hirota K.
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 144 ページ: 1901-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Abacavir, an anti–HIV-1 drug, targets TDP1-deficient adult T cell leukemia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tada K, Kobayashi M, Takiuchi Y, Iwai F, Sakamoto T, Nagata K, Shinohara M, Io K, Shirakawa K, Hishizawa M, Shindo K, Kadowaki N, Hirota K, Yamamoto J, Iwai S, Sasanuma H, Takeda S, Takaori-Kondo A.
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 1 号: 3 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1126/sciadv.1400203
  • NAID: 120005601014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relative contribution of four nucleases, CtIP, Dna2, Exo1 and Mre11, to the initial step of DNA double‐strand break repair by homologous recombination in both the chicken DT40 and human TK6 cell lines (2015)
  • 著者名/発表者名: Hoa NN, Akagawa R, Yamasaki T, Hirota K, Sasa K, Natsume T, Kobayashi J, Sakuma T, Yamamoto T, Komatsu K, Kanemaki MT, Pommier Y, Takeda S, Sasanuma H
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 20 号: 12 ページ: 1059-1076
  • DOI: 10.1111/gtc.12310
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distinct DNA damage spectra induced by ionizing radiation in normoxic and hypoxic cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimizu N, Ooka M, Takagi T, Takeda S, Hirota K.
  • 雑誌名: Radiation Res 巻: 184(4) 号: 4 ページ: 442-8
  • DOI: 10.1667/rr14117.1
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of a targeted flip-in system in avian DT40 cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., Fujii, T., Asada, R., Ooka, M., Hirota, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10(3) 号: 3 ページ: e0122006-e0122006
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0122006
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The POLD3 subunit of DNA polymerase δ can promote translesion synthesis independently of DNA polymerase ζ. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirota K, Yoshikiyo K, Guilbaud G, Tsurimoto T, Murai J, Tsuda M, Phillips L, Narita T, Nishihara K, Kobayashi K, Yamada K, Nakamura J, Pommier Y, Lehmann, A, Sale J, Takeda S
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 43 号: 3 ページ: 1671-1683
  • DOI: 10.1093/nar/gkv023
  • NAID: 120005825923
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rad18 and Rnf8 facilitate homologous recombination by two distinct mechanisms, promoting Rad51 focus formation and suppressing the toxic effect of nonhomologous end joining. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Kasaishi Y, Nakada S, Takagi T, Era S, Motegi A, Chiu R.K, Takeda S, Hirota K.
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 34 ページ: 4403-4411
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Antagonistic controls of chromatin and mrna start site selection by Tup family corepressors and the CCAAT-binding factor. (2015)
  • 著者名/発表者名: Asada R, Takemata N, Hoffman CS, Ohta K, Hirota K.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 巻: 35 号: 5 ページ: 847-855
  • DOI: 10.1128/mcb.00924-14
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SUMO-targeted ubiquitin ligase RNF4 plays a critical role in preventing chromosome loss. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirota K, Tsuda M, Murai J, Takagi T, Keka IS, Narita T, Fujita M, Sasanuma H, Kobayashi J, Takeda S
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 19 号: 10 ページ: 743-754
  • DOI: 10.1111/gtc.12173
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RNA cytidine acetyltransferase of small-subunit ribosomal RNA: identification of acetylation sites and the responsible acetyltransferase in fission yeast, Schizosaccharomyces pombe. (2014)
  • 著者名/発表者名: Taoka M, Ishikawa D, Nobe Y, Ishikawa H, Yamauchi Y, Terukina G, Nakayama H, Hirota K, Takahashi N, Isobe T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 11 ページ: e112156-e112156
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0112156
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evolution of Pre-Existing versus Acquired Resistance to Platinum Drugs and PARP Inhibitors in BRCA-Associated Cancers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimiyo N.Yamamoto, Hirota Kouji, Shunichi Takeda, and Hiroshi Haeno.
  • 雑誌名: PLos One 巻: 9 号: 8 ページ: e105724-e105724
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0105724
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] RNase MRP cleaves pre-tRNASer-Met in the tRNA maturation pathway. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito, Y., Takeda, J., Adachi, K., Nobe, Y., Kobayashi, J., Hirota, K., Oliveira, D.V., Taoka, M., Isobe, T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9(11)
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] C-terminal region of activation-induced cytidine deaminase (AID) is required for efficient class switch recombination and gene conversion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sabouri S, Kobayashi M, Begum NA, Xu J, Hirota K, Honjo T
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 111 号: 6 ページ: 2253-2258
  • DOI: 10.1073/pnas.1324057111
  • NAID: 120005395696
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compensatory functions and interdependency of the DNA-binding domain of BRCA2 with the BRCA1-PALB2-BRCA2 complex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Al Abo M, Dejsuphong D, Hirota K, Yonetani Y, Yamazoe M, Kurumizaka H, Takeda S
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: 74 号: 3 ページ: 797-807
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-13-1443
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel genotoxicity assay of carbon nanotubes using functional macrophage receptor with collagenous structure (MARCO)-expressing chicken B lymphocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mohiuddin, Keka IS, Evans TJ, Hirota K, Shimizu H, Kono K, Takeda S, Hirano S
  • 雑誌名: Arch Toxicol. 巻: 88 号: 1 ページ: 145-160
  • DOI: 10.1007/s00204-013-1084-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-specific endonucleases Xpf and Mus81 play overlapping but essential roles in DNA repair by homologous recombination. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi K, Narita T, Pham 〓, Iij〓 J, Hirota K, Islam SK, Mohiuddin M, Okawa K, Bori T, Fukagama T, Essers J, Kanser R, Whithy NC, Sugasawa K, Taniguchi T, Kitagawa K. Takeda S.
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: (in press) 号: 14 ページ: 6917-6929
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-12-3154
  • 査読あり
• [雑誌論文] The proteasome factor Bag101 binds to Rad22 and suppresses homologous recombination. (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Takeda J, Okada M, Kobayashi J, Kato A, Hirota K, Taoka M, Matsumoto T, Komatsu K, Isobe T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 3 号: 1 ページ: 2022-2022
  • DOI: 10.1038/srep02022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interference in DNA replieation can cause mitotic chromosomal breakage unassociated with double-strand breaks (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujita Mari, Sasanuma H, Kimiyo N. Yamamoto Harada H, Kurosawa A, Adachi N, Omura M, Hiraoka M, Takeda S, Hirota K.
  • 雑誌名: PLos One 巻: 8 号: 4 ページ: 60043-60043
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0060043
  • 査読あり
• [学会発表] SUMO化蛋白質を認識するRING型ユビキチンリガーゼRNF4による、スピンドルアセンブリチェックポイント(SAC)活性維持と染色体ロスの防止 (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志,高木季代,津田雅貴,村井純子,Keka Islam, 成田岳雄,藤田真梨,笹沼博之,小林純也,武田俊一
  • 学会等名: SUMO研究会
  • 発表場所: 関西学院大学大阪梅田キャンパス（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2016-01-22
• [学会発表] PAR結合蛋白質ALC1/CHDL1とXRCC1による単鎖切断修復 (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志,安井明,荻朋男,原田浩,中村純,Yves Pommier, 武田俊一
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
  • 発表場所: 松島一の坊（宮城県・宮城郡）
  • 年月日: 2016-01-12
• [学会発表] RNF4によるH2A.Zを介した染色体制御機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 髙木季代,廣田耕志
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
  • 発表場所: 松島一の坊（宮城県・宮城郡）
  • 年月日: 2016-01-12
• [学会発表] 分裂酵母fbp1におけるゲノム高次構造変化による遺伝子発現精密制御機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浅田隆大,廣田耕志
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
  • 発表場所: 松島一の坊（宮城県・宮城郡）
  • 年月日: 2016-01-12
• [学会発表] 分裂酵母fbp１遺伝子の転写活性化におけるGcn5HATとクロマチンリモデリング因子Snf21およびSnf22の機能の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 足立朗,廣田耕志
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] 酸素の有無による電離放射線照射時のDNA損傷の種類の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大岡正人,清水直登,高木季代,武田俊一,廣田耕志
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 分裂酵母fbp1におけるゲノム高次構造変化による遺伝子発現精密制御機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅田隆大,廣田耕志
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 分裂酵母fbp1の転写抑制時のクロマチン再構築機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梅田未来,廣田耕志
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Capability of proofreading-exonucrease-deficient replicative DNA polymerased to performtranslesion DNA synthesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Kouji Hirota, Masataka Tsuda, Mohiudin, Toshiki Tsurimoto, Zvi Livneh, Shigenori Iwai, Julian Sale, and Shunichi Takeda
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 分裂酵母fbp1の転写抑制時のクロマチン再構築機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梅田未来,廣田耕志
  • 学会等名: バイオコンファレンス2015
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都・八王子市）
  • 年月日: 2015-11-06
• [学会発表] DNA修復経路欠損細胞を用いたタバコに含まれる化学物質の遺伝毒性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大岡正人,高沢浩則,武田俊一,廣田耕志
  • 学会等名: バイオコンファレンス2015
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都・八王子市）
  • 年月日: 2015-11-06
• [学会発表] SUMO-Targeted Ubiquitin Ligase RNF4 required for genome maintenance regulates stability of the histone variant H2A.Z. (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志
  • 学会等名: international symposium on chromatin structure, dynamics and function.
  • 発表場所: 淡路夢舞台（兵庫県・淡路市）
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] The regulation of Schizosaccharomyces pombe fbp1 gene transcription through local DNA looping structure by transcription regulators. (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅田隆大,廣田耕志
  • 学会等名: international symposium on chromatin structure, dynamics and function.
  • 発表場所: 淡路夢舞台（兵庫県・淡路市）
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] The regulation of Schizosaccharomyces pombe fbp1 gene transcription through local DNA looping structure by transcription regulators. (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅田隆太,廣田耕志
  • 学会等名: Pombe 2015
  • 発表場所: 生田神社会館（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] 複製ポリメラーゼδPOLD3/p66サブユニットはポリメラーゼζ経路と独立に損傷乗り越えに寄与する (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志、村井純子、Guillaume Guilbaud、津田雅貴、成田岳雄、西原佳那、笹沼博之、釣本俊樹、Julian Sale、武田俊一
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2014-12-15
• [学会発表] 分裂酵母fbp1におけるクロマチン構造・ゲノム高次構造変化による遺伝子発現制御機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅田隆大、竹俣直道、Charles Hoffman、太田邦史、廣田耕志
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2014-12-15
• [学会発表] RNF4は染色体ロスを防止する (2014)
  • 著者名/発表者名: 高木季代、津田雅貴、村井純子、武田俊一、廣田耕志
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2014-12-15
• [学会発表] 損傷乗り越えniokeruPrimPolと損傷乗り越えポリメラーぜPolζ/ηの関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林香、武田俊一、廣田耕志
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2014-12-15
• [学会発表] SUMOターゲットユビキチンリガーゼ(STUbL)、RNF111は複製ストレストレランスに重要な役割を果たす (2014)
  • 著者名/発表者名: 川澄遼太郎、廣田耕志
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] 損傷乗り越えPrimPolと損傷乗り越えポリメラーぜPolζ/ηの関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林香、廣田耕志、武田俊一
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] SUMO化タンパク質を認識するRING型ユビキチンリガーゼRNF4による、スピンドルアセンブリチェックポイント(SAC)の活性維持と染色体ロスの防止 (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志、高木季代、津田雅貴、村井純子、Keka Islam、成田岳雄、藤田真梨、笹沼博之、小林純也、武田俊一
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] Tup family corepressor とCCAATーbinding factorによるクロマチン構造変化の拮抗的な制御がmRNA転写開始点を決定する (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅田隆大、竹俣直道、太田邦史、廣田耕志
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] 分裂酵母fbp1におけるクロマチン構造変化を利用した遺伝子発現制御機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅田隆大、廣田耕志
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-09-01
• [学会発表] ニワトリBリンパ球DT40細胞を用いた遺伝毒物学手法による有害化学物質の検出法の開発と、その応用による抗がんシーズ化合物のスクリーニング (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志
  • 学会等名: MMS研究会
  • 発表場所: 山梨
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子シナジーを作動原理とする抗がん治療薬品の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志
  • 学会等名: Biotech 2013
  • 発表場所: お台場
• [学会発表] 染色体断裂はいつもDNA２重鎖切断が原因とは限らない (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志
  • 学会等名: 日本癌学会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] クロマチンリモデリング因子ALC1はPARP経路による酸化DNA損傷トレランスに必須の役割を果たす (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志
  • 学会等名: 第３6回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [図書] 医学の歩み DNA損傷修復の概念提起からメカニズム解明へ (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣田耕志 武田俊一
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 実験医学増刊 酵母SRG1, mlonRNAによる遺伝子発現制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅田隆大 廣田耕志
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 羊土社