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染色体融合によるM期停止機構の4D解析

公募研究

研究領域染色体オーケストレーションシステム
研究課題/領域番号 18H04712
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

林 眞理  京都大学, 白眉センター, 特定助教 (90761099)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード染色体融合 / 上皮細胞 / 間葉細胞 / M期停止 / M期 / 繊維芽細胞 / EMT
研究実績の概要

本研究計画では、染色体末端を保護するテロメアの機能不全により染色体が融合した際に、染色体や細胞にどのような影響が生じるかを解明する。特に、様々な異なる細胞の種類において、染色体融合の運命が異なるとの仮説に基づき、研究を遂行する。ヒト乳腺上皮細胞(HMEC)、及び上皮間葉転換を引き起こしたHMEC-EMTを用いた解析から、染色体融合がHMECでは2核化を引き起こすのに対して、HMEC-EMTではM期停止を引き起こすことを明らかにした。よって、同一の遺伝的バックグラウンドを持つ細胞においても、細胞の種類が変化することで、染色体融合の運命が変化することが示唆された。細胞周期を可視化する技法とライブセルイメージングを用いた解析の結果、染色体融合は、間葉系の細胞において、M期停止の前に、DNA複製(S)期の遅延を引き起こしていることが明らかとなった。2019年度においては、オーストラリアChildren’s Medical Research InstituteのCesare博士との共同研究を展開し、間葉細胞においてDNA複製を阻害する薬剤によってS期遅延を引き起こすと、同様にM期停止することを明らかにし、国際雑誌に発表した。つまり、染色体融合、S期阻害剤は、共にS期遅延とM期停止を引き起こす。しかしながら、後者の表現型はATRキナーゼの阻害剤によって悪化するのに対し、前者はATR阻害剤によって抑制された。このことから、染色体融合によって引き起こされるS期遅延は、M期停止の直接の原因ではない可能性が示唆された。一方、染色体融合は、HMEC-EMTでのみAnneuploidyを引き起こすことを示唆するデータが得られたため、そのような染色体の異常が間葉細胞におけるS期遅延やM期停止の原因である可能性が考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3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 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Children's Medical Research Institute(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Children's Medical Research Institute(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Replication stress induces mitotic death through parallel pathways regulated by WAPL and telomere deprotection2019

    • 著者名/発表者名
      Masamsetti V. Pragathi、Low Ronnie Ren Jie、Mak Ka Sin、O’Connor Aisling、Riffkin Chris D.、Lamm Noa、Crabbe Laure、Karlseder Jan、Huang David C. S.、Hayashi Makoto T.、Cesare Anthony J.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12255-w

    • NAID

      120006726158

    • 関連する報告書
      2019 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] A single defined sister chromatid fusion destabilizes cell cycle through micronuclei formation2019

    • 著者名/発表者名
      Katsushi Kagaya, Naoto Noma, Io Yamamoto, Sanki Tashiro, Fuyuki Ishikawa, Makoto T Hayashi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/607341

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] テロメアの生物学―老化・がん化の分子基盤2018

    • 著者名/発表者名
      林 眞理
    • 雑誌名

      実験医学 増刊 染色体の新常識

      巻: 36 ページ: 44-51

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Epithelial-Mesenchymal Transition Dictates Cellular Fate upon Chromosome Fusions2019

    • 著者名/発表者名
      Makoto T Hayashi
    • 学会等名
      The 9th Meeting on GRANT-IN-AID FOR SCIENTIFIC RESEARCH ON INNOVATIVE AREAS “CHROMOSOME ORCHESTRATION SYSTEM”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 上皮間葉転換における染色体融合の運命解析2019

    • 著者名/発表者名
      林眞理
    • 学会等名
      第37回染色体ワークショップ、第18回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sister Chromatid Fusion Visualization System Revealed Micronuclei Formation as an Initial Event2019

    • 著者名/発表者名
      Makoto T Hayashi
    • 学会等名
      The 8th Meeting on GRANT-IN-AID FOR SCIENTIFIC RESEARCH ON INNOVATIVE AREAS “CHROMOSOME ORCHESTRATION SYSTEM"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 姉妹染色分体可視化システムを用いた融合運命のベイズ解析2019

    • 著者名/発表者名
      林 眞理
    • 学会等名
      Genome Damage Network Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 姉妹染色分体可視化システムを用いた融合運命のベイズ解析2019

    • 著者名/発表者名
      林 眞理
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究集会 ゲノムの維持継承を支える分子基盤の包括的理解とその発展
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 染色体融合可視化システムによる姉妹染色分体融合の運命解析2019

    • 著者名/発表者名
      林 眞理
    • 学会等名
      第36回染色体ワークショップ、第17回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Epithelial-to-mesenchymal transition dictates cellular fate upon chromosome fusion2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto T Hayashi
    • 学会等名
      CEBST2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Epithelial-mesenchymal state dictates cellular fate upon chromosome fusion2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto T Hayashi
    • 学会等名
      The 7th Meeting on GRANT-IN-AID FOR SCIENTIFIC RESEARCH ON INNOVATIVE AREAS “CHROMOSOME ORCHESTRATION SYSTEM”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetically Encoded Tool for Visualization of Sister Chromatid Fusion Revealed Micronuclei Formation as an Initial Event2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto T Hayashi
    • 学会等名
      3R & 3C meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chromosome fusion delays S/G2 phase prior to mitotic arrest in human fibroblast cells2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto T Hayashi
    • 学会等名
      EMBO Workshop Telomere biology in health and human disease
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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