Role of DNA topology in gene expression.

• 研究領域: 遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル
• 研究課題/領域番号: 19H05261
• 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
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: Canela Andres 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (90837585)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: DNA Topoisomerases / Transcription / DNA torsion / RNA polymerase II / Chromatin loop / DNA torsions / RNA polymerase 2

研究開始時の研究の概要

How torsional tension in the chromatin impacts transcription? which steps are affected? To this end, I will set up a model to measure changes in the rates of RNA polymerase binding, pause release and transcriptional burst frequency with a combination of genomics and single-cell imaging.

研究実績の概要

During the fiscal year 2020, I evaluated the impact of torsional stress in transcription using cell lines deficient for DNA topoisomerase 2 (TOP2α and TOP2β) generated in the fiscal year 2019. Combining nascent RNA FISH with ChIP-seq for PolII I quantified how the torsional stress accumulated in absence of topoisomerase 2 activity affects transcription dynamics. I measured transcription bursting, intensity of transcription and rates of PollII binding and pause release

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)
• [雑誌論文] END-seq: An Unbiased, High-Resolution, and Genome-Wide Approach to Map DNA Double-Strand Breaks and Resection in Human Cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Wong N, John S, Nussenzweig A, Canela A.
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 2153 ページ: 9-31
  • DOI: 10.1007/978-1-0716-0644-5_2
  • ISBN: 9781071606438, 9781071606445
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Exonuclease VII repairs quinolone-induced damage by resolving DNA gyrase cleavage complexes (2021)
  • 著者名/発表者名: Huang SN, Michaels SA, Mitchell BB, Majdalani N, Vanden Broeck A, Canela A, Tse-Dinh YC, Lamour V, Pommier Y.
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 7 号: 10
  • DOI: 10.1126/sciadv.abe0384
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Neuronal enhancers are hotspots for DNA single-strand break repair. (2021)
  • 著者名/発表者名: Wu W, Hill SE, Nathan WJ, Paiano J, Callen E, Wang D, Shinoda K, van Wietmarschen N, Colon-Mercado JM, Zong D, De Pace R, Shih HY, Coon S, Parsadanian M, Pavani R, Hanzlikova H, Park S, Jung SK, McHugh PJ, Canela A, Chen C, Casellas R, Caldecott KW, Ward ME, Nussenzweig A.
  • 雑誌名: Nature 巻: online 号: 7859 ページ: 440-444
  • DOI: 10.1038/s41586-021-03468-5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 53BP1 Enforces Distinct Pre- and Post-resection Blocks on Homologous Recombination. (2020)
  • 著者名/発表者名: Callen E, Zong D, Wu W, Wong N, Stanlie A, Ishikawa M, Pavani R, Dumitrache LC, Byrum AK, Mendez-Dorantes C, Martinez P, Canela A, Maman Y, Day A, Kruhlak MJ, Blasco MA, Stark JM, Mosammaparast N, McKinnon PJ, Nussenzweig A
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 77 号: 1 ページ: 26-38
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2019.09.024
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Topoisomerase II-Induced Chromosome Breakage and Translocation Is Determined by Chromosome Architecture and Transcriptional Activity. (2019)
  • 著者名/発表者名: Canela A, Maman Y, Huang SN, Wutz G, Tang W, Zagnoli-Vieira G, Callen E, Wong N, Day A, Peters JM, Caldecott KW, Pommier Y, Nussenzweig A
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 75 号: 2 ページ: 252-266
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2019.04.030
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Intra-V? Cluster Recombination Shapes the Ig Kappa Locus Repertoire (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinoda K, Maman Y, Canela A, Schatz DG, Livak F, Nussenzweig A
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 29 号: 13 ページ: 4471-4481
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.11.088
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] How to find breaks in the DNA and what they can tell us about genome organization (2020)
  • 著者名/発表者名: Andres Canela
  • 学会等名: Central Dogma Seminar. Graduate School of Biostudies. Kyoto University
  • 招待講演
• [学会発表] Topoisomerase II-induced chromosome breakage and translocation is determined by chromosome architecture and transcriptional activity. (2019)
  • 著者名/発表者名: Andres Canela
  • 学会等名: EMBO Workshop: Organization of bacterial and eukaryotic genomes by SMC complexes. Vienna, Austria
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Topoisomerase II-induced chromosome breakage and translocation is determined by chromosome architecture and transcriptional activity. (2019)
  • 著者名/発表者名: Andres Canela
  • 学会等名: EMBO Workshop: DNA topology and topoisomerases in genome dynamics. Les Diablerets, Switzerland
  • 国際学会
• [学会発表] Genome folding as a source of DNA damage and tumorigenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Andres Canela
  • 学会等名: 21st Symposium of Graduate School of Biostudies. Kyoto University
  • 招待講演