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2022 年度 実績報告書

ゲノム不安定性を制御するDNA複製ストレス応答機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0235
研究機関国立研究開発法人国立がん研究センター

研究代表者

塩谷 文章  国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (10627665)

研究分担者 中田 慎一郎  大阪大学, 高等共創研究院, 教授 (70548528)
安原 崇哲  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (90757056)
研究期間 (年度) 2019-02-07 – 2023-03-31
キーワードDNA複製ストレス / ATR / KRAS / PrimPol / ゲノム不安定性 / ヘテロクロマチン
研究実績の概要

がんドライバー遺伝子の活性化は、異常なDNA複製ストレスを誘発し、ゲノム不安定性を誘発する。本研究ではKRASG12V肺腺がんモデルを作成したところ、DNA複製ストレス応答の中心的な役割を果たすATRの発現上昇がKRASG12Vによって誘導される形質転換において必要十分条件を満たす結果をえている。本年度は、KRASG12VによるDNA複製ストレス耐性獲得過程におけるATR発現上昇が、ATR発現を抑制するmiR-158がKRASG12Vによって発現抑制されることやATR遺伝子の増幅によることを明らかにした。またKRASG12Vによる転写依存的なH3K27me27レベルが上昇しヘテロクロマチンを誘発しDNA複製ストレス要因となることを明らかにした。興味深いことにH3K27me3が関連するヘテロクロマチン近傍にはATR-PrimPol経路依存的な再プライミングによるssDNAが多発すること、さらにはATRの発現上昇によって促進されたKRASG12V誘導形質転換細胞(Replication stress tolerant cell: RSTC)においてmicronucleiが上昇することや、全ゲノム解析から、SVやSNV頻度の上昇に加えてwhole genome duplication(WGD)が生じることから、ATR高発現によってDNA複製ストレス耐性を示し生存したRSTCは、同時にゲノム不安定性を獲得することが示唆された。最後にTCGA及びNCCJにおけるLUACコホートにおいてKRAS変異LADCにおけるATR高発現は有意に予後不良を示すことが明らかとなった。以上よりATR-PrimPol経路はKRAS変異による複製ストレス耐性を制御し、ゲノムの不安定性を蓄積しながらクローン拡大すること、更にはATR高発現がKRAS変異肺がんの悪性化と関連することが明らかとなった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 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 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Harvard Medical School/Duke University School of Medicine(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Harvard Medical School/Duke University School of Medicine
  • [雑誌論文] Emerging strategies for cancer therapy by ATR inhibitors2023

    • 著者名/発表者名
      Yano K, and Shiotani B
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] p130RB2 positively contributes to ATR activation in response to replication stress via the RPA32-ETAA1 axis2023

    • 著者名/発表者名
      Uchida C, Niida H, Sakai S, Iijina K, Kitagawa K, Ohhata T, Shiotani B, and Kitagawa K
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta Mol Cell Res

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Heterochromatin-associated replication stress induced by oncogenic KRAS is tolerated by an ATR-PrimPol pathway2023

    • 著者名/発表者名
      Igarashi T, Yasuhara T, Yano K, Zou L, and Shiotani, B
    • 学会等名
      The International Ataxia-Telangiectasia Workshop 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] ATR-PrimPol経路によるKRASG12V誘導性DNA複製ストレス耐性機構はがん悪性化に関与する2022

    • 著者名/発表者名
      五十嵐太一 塩谷文章
    • 学会等名
      第35回発癌病理研究会
  • [学会発表] ATR-PrimPol経路によるKRAS誘導性DNA複製ストレス耐性機構はがん悪性化に関与する2022

    • 著者名/発表者名
      五十嵐 太一, 矢野 公義, 塩谷 文章
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Therapeutic Strategies Using ATR Inhibitors to Target DNA Replication Stress Caused by undruggable Gene Mutations2022

    • 著者名/発表者名
      Shiotani B
    • 学会等名
      第81回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] An ATR-PrimPol pathway confers Tolerance to oncogenic KRAS-induced Replication Stress2022

    • 著者名/発表者名
      Shiotani B
    • 学会等名
      Gordon Research Conference-Genomic Instability, DNA Repair and Human Diseases
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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