染色体ストレス応答におけるクロマチンリモデリング因子の役割

• 研究領域: ゲノム複製・修復・転写のカップリングと普遍的なクロマチン構造変換機構
• 研究課題/領域番号: 23131505
• 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: 石合 正道 京都大学, 放射線生物研究センター, 准教授 (90298844)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円); 2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2011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: クロマチン / DNA修復 / ファンコニ貧血 / ヒストンシャペロン / FANCD2 / ヒストン / シグナル伝達 / 癌 / 蛋白質

研究実績の概要

ファンコニ貧血（FA）の原因遺伝子群の構成するFA経路は、DNAクロスリンク（ICL）修復と染色体ストレス応答に必須の役割を果たす。本研究課題では、FA経路とクロマチン制御因子がカップリングする可能性を想定し、以下の研究を行った。

１）FA経路の中心タンパク質FANCD2のヒストンシャペロン活性の検討。詳細な表現型解析により、昨年度同定した点突然変異体（RK変異体）を含め、これまで分離したFANCD2 C末端領域のヒストンシャペロン変異体は、いずれも同時にFANCD2のモノユビキチン化が抑制されることが判明した。このため、FANCD2の機能分離変異体の単離を試みた。検討の結果、FANCD2が正常にモノユビキチン化され、ヒストンシャペロン活性が著減するヒトFA患者由来のFANCD2 R302W（トリではR305W）変異体を見いだした。その解析から、FANCD2のヒストンシャペロン活性は、クロマチン上で働くFANCD2の機能であること、また、この活性は直接クロマチンの動的変化を制御することが結論され、これらの成果を論文として発表した。

２）FA経路とクロマチンリモデリング複合体Swi/Snfとの機能連携の検討。ヒトHeLa細胞を用い、Swi/Snf複合体のBrg1, Brm, SNF5のsiRNAによるノックダウンを行い、細胞の表現型解析により直接的にFA経路との機能連携を検討した。いずれの細胞も、DNAダメージによるFANCD2モノユビキチン化は正常であり、ICL薬剤に対する感受性にも顕著な差はなかった。従ってICL修復においては、FA経路分子とSwi/Snf複合体の機能連携の寄与は大きくないと結論される。加えて、Brg1欠損細胞であるH1299細胞にBrg1を再発現させた細胞を構築し、両者を比較したが、優位な差は見られず、上のノックダウン実験の結論を支持する結果が得られた。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] DNA robustly stimulates FANCD2 monoubiquitylation in the complex with FANCI (2012)
  • 著者名/発表者名: Koichi Sato. Kazue Toda, Masamichi Ishiai, Minora Takata, Hitoshi Kurumizaka
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 40 号: 10 ページ: 4553-4561
  • DOI: 10.1093/nar/gks053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mcm8 and Mcm9 form a complex that functions in homologous recombination induced by interstrand crosslinks (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nishimura
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 47 号: 4 ページ: 511-522
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2012.05.047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone chaperone activity of Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI, is required for DNA crosslink repair (2012)
  • 著者名/発表者名: Koichi Sato. Masamichi Ishiai, Kazue Toda, Satoshi Furukoshi, Akihisa Osakabe, Hiroaki Tachiwana, Yoshimasa Takizawa, Wataru Kagawa, Hiroyuki Kitao, Naoshi Dohmae, Chikashi Obuse, Hiroshi Kimura, Minoru Takata, Hitoshi Kurumizaka
  • 雑誌名: The EMBO Journal 巻: 31 号: 17 ページ: 3524-3536
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of the DNA repair-defective mutants in DT40 cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishiai M, Uchida E, Takata M.
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: 920 ページ: 39-49
  • DOI: 10.1007/978-1-61779-998-3_4
  • NAID: 120004996387
  • ISBN: 9781617799976, 9781617799983
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATR-ATRIP Kinase Complex Triggers Activation of the Fanconi Anemia DNA Repair Pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Shigechi, Junya Tomida, Koichi Sato, Masahiko Kobayashi, John K.Eykelenboom, Fabio Pessina, Yanbin Zhang, Emi Uchida, Masamichi Ishiai, Noel F.Lowndes, Kenichi Yamamoto, Hitoshi Kurumizaka, Yoshihiko Maehara, Minoru Takata
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 72 号: 5 ページ: 1149-1156
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-11-2904
  • 査読あり
• [雑誌論文] CIN85 drives B cell responses by linking BCR signals to the canonical NF-κB pathway (2011)
  • 著者名/発表者名: Kometani, K., Yamada, T., Sasaki, Y., Yokosuka, T., Saito, T., Rajewsky, K., Ishiai, M., Hikida, M. and Kurosaki, T
  • 雑誌名: J. Exp. Med 巻: 208 号: 7 ページ: 1447-1457
  • DOI: 10.1084/jem.20102665
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of SNM1 family nucleases in etoposide-induced apoptosis (2011)
  • 著者名/発表者名: Hosono, Y., Abe, T., Ishiai, M., Takata, M., Enomoto, T., Seki, M.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 410 号: 3 ページ: 568-573
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2011.06.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predisposition to cancer caused by genetic and functional defects of Mammalian atad5 (2011)
  • 著者名/発表者名: Bell DW, Sikdar N, Lee KY, Price J C, Chatterjee R, Park HD, Fox J, Ishiai M, Rudd ML, Pollock LM, Fogoros SK, Mohamed H, Hanigan CL ; NISC Comparative Sequencing Program, Zhang S, Cruz P, Renaud G, Hansen NF, Cherukuri PF, Borate B, McManus KJ, Stoepel J
  • 雑誌名: PLoS Genet 巻: 7(8) 号: 8 ページ: e1002245-e1002245
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002245
  • 査読あり
• [学会発表] 高発がん性疾患ファンコニ貧血原因遺伝子産物FANCD2の示すヒストンシャペロン活性の生理的意義 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石合正道
  • 学会等名: 平成24年度文部科学省新学術領域「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」公開シンポジウム
  • 発表場所: 学術総合センター 一橋講堂（東京都）
  • 年月日: 2013-01-29
• [学会発表] FANCD2のヒストンシャペロン活性がDNA修復機能に果たす役割． (2012)
  • 著者名/発表者名: 石合正道、佐藤浩一、髙田穣、胡桃坂仁志
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡市）
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] Histone chaperon activity of Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI, is required for DNA crosslink repair. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishiai M, Sato K, Toda K, Furukoshi S, Osakabe A, Tachiwana H, Takizawa Y, kagawa W, Kitao H, Dohmae N, Obuse C, Kimura H, Takata M and Kurumizaka H
  • 学会等名: The 8th 3R symposium
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2012-11-25
• [学会発表] ファンコニ貧血経路の示すヌクレオソーム形成活性のDNA修復における役割． (2012)
  • 著者名/発表者名: 石合正道、佐藤浩一、髙田穣、胡桃坂仁志
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第55回大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（仙台市）
  • 年月日: 2012-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] Histone chaperon activity of FANCD2 plays a crucial role in DNA crosslink repair (2012)
  • 著者名/発表者名: Masamichi Ishiai, et al
  • 学会等名: Abeam international meeting on "Maintenance of Genome Stability 2012"
  • 発表場所: ナッソー(バハマ)
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] Molecular mechanisms of the Fanconi anemia pathway (2011)
  • 著者名/発表者名: 石合正道, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] ファンコニ貧血DNA修復経路の中心タンパク質FANCD2はヌクレオソームアセンプリー活性を示す (2011)
  • 著者名/発表者名: 石合正道, 他
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2011-10-03
• [備考] 京都大学放射線生物研究センター晩発効果研究部門DNA損傷シグナル研究分野
  • URL: http://house.rbc.kyoto-u.ac.jp/Late_Effect/Japanese_site/Welcome.html
• [備考]
  • URL: http://www.rbc.kyoto-u.ac.jp/