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メチル化ヒストンH4をDNA二本鎖損傷特異的シグナルに変換する分子機構の解明

公募研究

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 25131708
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
研究機関大阪大学

研究代表者

中田 慎一郎  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70548528)

研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードDNA損傷 / DNA修復 / ユビキチン / DNA修復経路 / 53BP1 / OTUB2 / メチル化ヒストン
研究実績の概要

DNA2本鎖切断応答では、染色体上に普遍的に存在するメチル化ヒストンH4がDNA損傷部位限定的にシグナル伝達に利用されている。通常時、メチル化ヒストンH4にはポリコーム分子L3MBTL1などが結合しており、細胞応答は起こらない。DNA2本鎖切断が発生すると、DNA損傷部位局所においてL3MBTL1がE3ユビキチンリガーゼRNF8によるマルチユビキチン化を受け、クロマチン上から取り除かれ、その後、メチル化ヒストンH4にDNA損傷応答分子53BP1が新たに結合し、応答シグナルを伝達する。本研究では、脱ユビキチン化酵素OTUB2が、RNF8による過剰なL3MBTL1のユビキチン化を抑制し、DNA損傷部位におけるメチル化ヒストンH4の露出をfine tuningしていることを明らかにした。OTUB2は他にもRNF8-UBC13依存的なK63-linkedユビキチン鎖の形成を抑制し、E3ユビキチンリガーゼRNF168のDNA損傷部位への局在も抑制する。その結果、53BP1に加え、RAP80のDNA損傷部位への局在もOTUB2により制御され、非相同末端結合と相同組換え修復との選択が行われる。OTUB2は以前報告者が発見したOTUB1による酵素活性非依存的なDNA損傷応答の抑制とは異なり、脱ユビキチン化酵素活性依存的に役割を果たしている。それでは、53BP1局在以降の相同組換え修復がOTUB1, OTUB2によりどのように制御されているかを研究したところ、やはりこの過程でもOTUB1とOTUB2には異なる機能があることが示された。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Fine-tuning of DNA damage-dependent ubiquitination by OTUB2 supports the DNA repair pathway choice2014

    • 著者名/発表者名
      Kato K, Nakajima K, Ui A, Muto-Terao Y, Ogiwara H, Nakada S
    • 雑誌名

      Mol Cell

      巻: 53(4) 号: 4 ページ: 617-30

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2014.01.030

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脱ユビキチン化酵素OTUB2によるDNA2本鎖損傷応答性ユビキチン化調節とDNA修復経路選択2015

    • 著者名/発表者名
      中田慎一郎
    • 学会等名
      がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-01-27 – 2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ユビキチン依存性DNA2本鎖損傷応答シグナルとDNA修復2014

    • 著者名/発表者名
      中田慎一郎
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA damage-induced ubiquitination affects DNA repair pathway choice2014

    • 著者名/発表者名
      Nakada S
    • 学会等名
      3R symposium
    • 発表場所
      御殿場
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] DNA損傷依存性ユビキチン化の精密制御による適切なDNA修復経路選択2014

    • 著者名/発表者名
      中田慎一郎
    • 学会等名
      日本癌学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-10-03 – 2014-10-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ユビキチン化制御によるDNA2本鎖損傷修復選択機構2014

    • 著者名/発表者名
      中田慎一郎
    • 学会等名
      放射線影響学会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2014-10-01 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fine-Tuning of DNA damage-induced ubiquitination supports adequate DNA repair pathway2014

    • 著者名/発表者名
      Kato K., Nakajima K. and Nakada S.
    • 学会等名
      Benzon Symposium
    • 発表場所
      コペンハーゲン デンマーク
    • 年月日
      2014-08-18 – 2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fine-Tuning of DNA damage-induced ubiquitination supports adequate DNA repair pathway2014

    • 著者名/発表者名
      Kato K., Nakajima K. and Nakada S.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      香港 中国
    • 年月日
      2014-06-06 – 2014-06-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fine-tuning of DNA damage-dependent ubiquitination by the deubiquitinating enzyme OTUB2 supports the DNA repair pathway choice2014

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Nakada
    • 学会等名
      Replication, repair and transcription; coupling mechanisms and chromatin dynamics for genome integrity
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fine tuning of chromatin ubiquitination by the deubiquitinating enzyme OTUB2 controls DNA repair2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyoko Kato, Kazuhiro Nakajima and Shinichiro Nakada
    • 学会等名
      Ataxia-Telangiectasia Workshop
    • 発表場所
      University of Birmingham, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The deubiquitinating enzyme OTUB2 tunes chromatin ubiquitination to control DNA repair2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyoko Kato, Kazuhiro Nakajima and Shinichiro Nakada
    • 学会等名
      EMBO conference
    • 発表場所
      Cape Sounio, Greece
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 細胞応答制御学

    • URL

      http://www.bcr.med.osaka-u.ac.jp/public_html/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 主要研究成果 2014

    • URL

      http://www.med.osaka-u.ac.jp/jpn/activities/results/2014/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院医学系研究科細胞応答制御学

    • URL

      http://www.bcr.med.osaka-u.ac.jp/public_html/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-07-10   更新日: 2019-07-29  

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