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2020 年度 実績報告書

放射線が誘発するDNA-タンパク質クロスリンク損傷の生成および修復機構

研究課題

研究課題/領域番号 18H03374
研究機関広島大学

研究代表者

井出 博  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (30223126)

研究分担者 平山 亮一  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 重粒子線治療研究部, 主任研究員(定常) (90435701)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード放射線 / DNA損傷 / 修復機構
研究実績の概要

本年度は,隣接する鎖切断がないType 1 DPCおよび一本鎖切断に隣接するType 2 DPCの修復機構を検討した。
formaldehyde (FA)はDNAとタンパク質を架橋しType 1 DPCを誘発する。ニワトリ由来DT40細胞をFA処理し生存率を調べた。tyrosyl-DNA phosphodiesterase (TDP) 1を欠損したDT40細胞はFA感受性を示し,野生型細胞に比べDPC除去が遅延した。TDP1の主要な基質であるtopoisomerase (TOP) 1が一本鎖切断末端にトラップされたTOP1cc のゲノムにおける生成を調べたが生成は認められなかった。TDP1はFAが誘発する未同定のType 1 DPCの修復に関与していると予想した。一方,DPC特異的プロテアーゼとして示唆されているSPRTNの欠損細胞は,FA感受性を示さなかった。FAが誘発するType 1 DPCの修復には関与していないと考えた。
抗がん剤のcamptothecin (CPT) はTOP 1反応中間体を阻害し,TOP1ccを含むType 2 DPCを誘発する。TOP1ccはproteasomeによりペプチドサイズに分解され,生じたDNA-peptide crosslink (DPepC) をTDP1が除去すると考えられている。ヒト由来TK6細胞を用い,TDP1欠損細胞,TDP2欠損細胞,TDP1/TDP2二重欠損細胞をCPT処理し生存率,TOP1ccおよびDPepCの除去動態を調べた。その結果,主要なDPepC除去酵素としてTDP1が働くが,TDP1が欠損するとTDP2がバックアップ酵素として働くことが分かった。また,SPRTN欠損細胞をX線照射し生存率を調べた。野生型細胞と同程度の生存率を示したことから,SPRTNはX線が誘発するDPCの修復には関与していないと考えた。

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

    (6件)

すべて 2020 その他

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 2件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tyrosyl-DNA phosphodiesterase 2 (TDP2) repairs topoisomerase 1 DNA-protein crosslinks and 3′-blocking lesions in the absence of tyrosyl-DNA phosphodiesterase 1 (TDP1)2020

    • 著者名/発表者名
      Masataka Tsuda, Kaito Kitamasu, Chiho Kumagai, Kazuya Sugiyama, Toshiaki Nakano, Hiroshi Ide
    • 雑誌名

      DNA Repair

      巻: 91-92 ページ: 102849-102849

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2020.102849

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Participation of TDP1 in the repair of formaldehyde-induced DNA-protein cross-links in chicken DT40 cells2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Nakano, Mahmoud I. Shoulkamy, Masataka Tsuda, Hiroyuki Sasanuma, Kouji Hirota, Minoru Takata, Shin-ichiro Masunaga, Shunichi Takeda, Hiroshi Ide, Tadayoshi Bessho, Keizo Tano
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 15 ページ: e0234859

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0234859

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 酸化剤よるDNA-タンパク質クロスリンク損傷生成2020

    • 著者名/発表者名
      井出博,中野敏彰,津田雅貴,瀬畑敬文,久保山政弥
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第63回大会
  • [学会発表] チロシル-DNA-ホスホジエステラーゼが関与する新規なDNA二本鎖切断修復経路2020

    • 著者名/発表者名
      津田雅貴,北舛海斗,山本あかね,中野敏彰,井出博
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第63回大会
  • [学会発表] チロシル-DNA ホスホジエステラーゼ2(TDP2)はDNAにトラップされたトポイソメラーゼ1を修復する2020

    • 著者名/発表者名
      津田雅貴,北舛海斗,中野敏彰,井出博
    • 学会等名
      第49回日本環境変異原学会
  • [備考] 遺伝子化学研究室

    • URL

      https://genechem.hiroshima-u.ac.jp

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公開日: 2021-12-27  

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