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2018 年度 実施状況報告書

放射光円二色性分光によるヒストンのDNA損傷誘起「異常構造」形成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K12825
研究機関広島大学

研究代表者

泉 雄大  広島大学, 放射光科学研究センター, 助教 (20595772)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードDNA損傷応答 / ヒストン / 円二色性 / 翻訳後修飾 / 放射線生物学 / 放射光
研究実績の概要

X線によりDNA二重鎖切断損傷(DSB)が生じた場合、細胞核内でDNAが巻き付いているヒストンタンパク質の構造が変化することが明らかになっている(Y. Izumi et al., 2015, 2016, 2017)。DSBの修復過程においてヒストンに施される様々な翻訳後修飾がヒストンの構造変化に寄与している可能性が考えられる。平成29年度までに、ヒストンH3の4番目あるいは9番目のリジン残基のメチル化によるヒストンH3の構造変化を調査し、付加するメチル基の位置(4番目あるいは9番目)や数(1-3個)で異なる構造変化が生じることが明らかにした(Y. Izumi et al., 2018a, b)。平成30年度は引き続き、H3のメチル化による構造変化を円二色性分光により調査した。
4、9番目のトリメチル化では、α-ヘリックス構造が減少し、β-ストランド構造が増加する変化が見られたのに対し、36番目のリジン残基のトリメチル化では逆に、α-ヘリックス構造が増加し、β-ストランド構造が減少した。また、その変化の度合いは4、9番目のトリメチル化の場合よりも小さかった。この結果は、修飾位置に依存してH3が異なる構造変化を起こす事を示しており、DNA損傷修復機構を始めとした様々な細胞機能がヒストンの構造変化によって制御されている可能性を示唆する。
平成30年度の成果として、査読付き論文1報(主著)が国際誌に既に掲載されており、1報(共著)が印刷中である。また、1報の査読付き解説記事が国内学会誌に掲載された。

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

DNA損傷応答により生じるヒストンの構造変化過程の解明に向けた端緒を開くことができたと考えられる。本年度は、査読付き論文2報(主著、共著各1報)が国際誌に掲載もしくはアクセプトされており、1報の査読付き解説記事が国内学会誌に掲載されるなどの成果が得られた。

今後の研究の推進方策

平成31年度は、薬剤等を用いて細胞内で働く機能を限定した上でDNA損傷を与え、ヒストンの構造変化の有無やこれまでに観測された構造変化との差異を調査することで、DNA損傷誘起構造変化過程の原因を探る。

次年度使用額が生じた理由

[次年度使用額が生じた理由]
当初の想定よりも順調に実験が進んだため、試薬購入のために使用する予定であった費用を繰り越すこととなった。また、30年度は海外出張がなかったことに加え、国内出張で安価な交通手段を積極的に利用することを心掛け旅費を節約したため、旅費の一部を繰り越すこととなった。
[使用計画]
平成31年度分の助成金は、30年度の繰越金と併せて、試料作製のための試薬購入費用、成果発表のための旅費、論文投稿費、オープンアクセスの費用として使用する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] STRUCTURAL ANALYSIS OF DNA REPAIR PROTEIN XRCC4 APPLYING CIRCULAR DICHROISM IN AN AQUEOUS SOLUTION2019

    • 著者名/発表者名
      Nishikubo Kai、Izumi Yudai、Matsumoto Yoshihisa、Fujii Kentaro、Matsuo Koichi、Yokoya Akinari
    • 雑誌名

      Radiation Protection Dosimetry

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/rpd/ncy275

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sample Volume Reduction Using the Schwarzschild Objective for a Circular Dichroism Spectrophotometer and an Application to the Structural Analysis of Lysine-36 Trimethylated Histone H3 Protein2018

    • 著者名/発表者名
      Izumi Yudai、Matsuo Koichi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 23 ページ: 2865~2865

    • DOI

      10.3390/molecules23112865

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy for structural characterization of chiral materials2018

    • 著者名/発表者名
      Yudai Izumi
    • 学会等名
      MIRAI Materials Science Workshop 2018 Spring
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA損傷に誘起されるヒストン構造変化の円二色性分光による解析2018

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大
    • 学会等名
      研究会「光・物質・生命・宇宙におけるキラリティ」
    • 招待講演
  • [学会発表] 円二色性分光によるメチル化ヒストンH3の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大、松尾 光一
    • 学会等名
      量子生命科学研究会第2回学術集会
  • [学会発表] 放射光円二色性分光を用いたK4メチル化ヒストンH3の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      泉 雄大、松尾 光一
    • 学会等名
      第61回放射線化学討論会

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公開日: 2019-12-27  

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