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2016 年度 実施状況報告書

アポトーシス細胞におけるクロマチンの細胞表層露出のメカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K12210
研究機関金沢医科大学

研究代表者

岩淵 邦芳  金沢医科大学, 医学部, 教授 (10232696)

研究分担者 砂谷 優実  金沢医科大学, 医学部, 助教 (70581057)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードアポトーシス / 細胞生物学
研究実績の概要

53BP1は、Tudor domainを介してDNA二重鎖切断(DSB)部位に出現するメチル化ヒストンH4(H4K20me2)と結合し、DSB部位に集積する。53BP1のTudor domainは、TIRRに覆われており、DSBが発生するとATMによる53BP1のリン酸化依存性にTIRRがTudor domainから離れTudor domainは露出する。一方、H4K20me2はJMJD2AまたはL3MBTL1に覆われているが、DSBが発生すると、ユビキチンリガーゼであるRNF8とRNF168依存性に、JMJD2Aは分解され、L3MBTL1はH4K20me2から離れる。
申請者は、アポトーシス細胞において53BP1がカスパーゼ依存性にTudor domain を含んだ60 kDaのC末断片になること、この53BP1C末断片がクロマチンと共に細胞表層へ露出することを見出した。アポトーシス細胞においても53BP1はTudor domain を介してヒストンH4と結合している可能性があるが、クロマチンの細胞表層露出は、RNF8、RNF168非依存性であった。即ち、アポトーシス細胞においては、DSB発生時とは異なる機序でJMJD2AおよびL3MBTL1がH4K20me2から離れることが考えられた。
細胞にアポトーシスを誘導すると、JMJD2Aはカスパーゼ依存性に分解された。一方、L3MBTL1は分解されず、蛋白量に変化は見られなかった。しかしアポトーシス刺激により、L3MBTL1は局在を核質から細胞質に変え、細胞質に粒状に集積することが明らかになった。さらにL3MBTL1は、細胞質の粒状部位でストレス顆粒タンパク質であるTIA-1と共局在することが分かった。以上より、L3MBTL1はアポトーシス刺激後に、何らかの機序でクロマチンから離れてストレス顆粒に格納されることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

JMJD2AおよびL3MBTL1がアポトーシス細胞においてH4K20me2から離れる理由が明らかになったから。

今後の研究の推進方策

カスパーゼで切断されないJMJD2A、あるいはL3MBTL1のH4K20me2との結合ドメインだけ(この断片は、ストレス顆粒へ移動できないと予想している)を発現させた細胞では、アポトーシスに陥ってもH4K20me2がマスクされたままとなり、クロマチンの細胞表層露出が低下する可能性がある。これを確認する。

次年度使用額が生じた理由

研究補助員の人件費として使用予定であったが、在籍研究者でなんとか順調に研究が進行し、平成28年度においては研究補助員の雇用が必要なかったため。

次年度使用額の使用計画

人件費と物品費として使用する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] DNA double-strand breaks induced intractable glomerular fibrosis in renal allografts.2016

    • 著者名/発表者名
      Matsui Y, Sunatani Y, Hayashi N, Okino K, Okushi Y, Mukai K, Adachi H, Yamaya H, Iwabuchi K, Yokoyama H.
    • 雑誌名

      Clin Exp Nephrol.

      巻: 20 ページ: 479-488

    • DOI

      10.1007/s10157-015-1174-3

    • 査読あり
  • [学会発表] RNAヘリカーゼAquariusはDNA-RNAハイブリッドを解消して相同組換え修復を促進する2016

    • 著者名/発表者名
      逆井 良, 磯野真由, 若杉光夫, 橋本光正, 砂谷優実, 松井 理, 柴田淳史, 松永 司, 岩淵邦芳
    • 学会等名
      第39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・横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [学会発表] DNA二本鎖切断修復タンパク質53BP1を介した神経前駆細胞の分化抑制効果2016

    • 著者名/発表者名
      砂谷優実, 辰野貴則, 中村有香, 逆井 良, 松井 理, 橋本光正, 石垣靖人, 岩淵邦芳
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第59回大会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [学会発表] RNAヘリカーゼAquariusはR-loopを解消して相同組換え修復を促進する2016

    • 著者名/発表者名
      逆井 良, 磯野真由, 若杉光夫, 橋本光正, 砂谷優実, 松井 理, 柴田淳史, 松永 司, 岩淵邦芳
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第59回大会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [学会発表] Topoisomerase II switching is regulated by ubiquitination2016

    • 著者名/発表者名
      Sakasai R, Sunatani Y, Matsui T, Iwabuchi K
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, DNA Topoisomerase in Biology & Medicine
    • 発表場所
      Grand submmit hotel at Sunday River, Newry, ME, USA
    • 年月日
      2016-08-07 – 2016-08-12
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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