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2021 年度 実績報告書

転写共役型DNA二重鎖切断修復を制御する新規因子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21H03597
配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

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) 2021-04-01 – 2026-03-31
キーワードDSB修復 / 転写 / R-loop / ゲノム安定性 / RAP80
研究実績の概要

ゲノム中の転写領域では、R-loop構造とよばれるDNA-RNAハイブリッド二重鎖と一重鎖DNAからなる特殊な核酸構造を起点としてDNA二重鎖切断(DSB)を正確に修復する。これまでに我々のグループは、S/G2期において転写共役型相同組換え修復がこれらのDSBを正確に修復していることを明らかにしてきた(Yasuhara et al. Cell 2018)。しかしながら、静止期においてこれらのDSBがどのように修復されているかについては分かっていなかった。転写共役型DSB修復に関連する新たな因子として、データベースを用いたスクリーニングから、ユビキチン鎖に結合する分子RAP80を同定した。RAP80欠損細胞ではR-loop構造の不安定化によるゲノム異常の増加が示唆されたため、一重鎖DNA部位の挙動の追跡を行った。その結果、RAP80欠損細胞ではR-loop内の一重鎖DNA部位が不安定化していることが判明した。つまり、RAP80が一重鎖DNAの安定化に寄与することが示された。また、このRAP80によるR-loopの安定化は、特に細胞周期のG1期においてBRCA1, Polθ, LIG1/3などが関与する転写共役型末端結合(TA-EJ)を誘導し、DSBを迅速に修復していることが明らかとなった。これらのことから、転写活性化部位に生じたDSBはR-loopを誘導するが、R-loop内の一重鎖DNAはRAP80の機能によってヌクレアーゼから保護され、TA-EJが転写活性化部位のゲノム安定性に重要な役割を果たしているというモデルが考えられた。ここまでのデータをまとめた論文を出版し、これらのモデルを提唱した(Yasuhara et al. Cell Rep 2022)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

DSB誘導後にR-loop構造を保護するというRAP80の新たな機能を明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

本研究は「我々のゲノムの中で最も重要な転写部位でのゲノム異常の発生を阻止する、転写共役型DSB修復の分子メカニズムの解明」を目的とする。今年度は、転写共役型DSB修復に関連する因子のスクリーニングと、RAP80をDSB部位へ誘導する因子の同定を目指す。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ総合病院(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      マサチューセッツ総合病院
  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      オックスフォード大学
  • [雑誌論文] RAP80 suppresses the vulnerability of R-loops during DNA double-strand break repair2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhara Takaaki、Kato Reona、Yamauchi Motohiro、Uchihara Yuki、Zou Lee、Miyagawa Kiyoshi、Shibata Atsushi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 38 ページ: 110335~110335

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110335

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impacts of chromatin dynamics and compartmentalization on DNA repair2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhara Takaaki、Zou Lee
    • 雑誌名

      DNA Repair

      巻: 105 ページ: 103162~103162

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2021.103162

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High linear energy transfer carbon-ion irradiation upregulates PD-L1 expression more significantly than X-rays in human osteosarcoma U2OS cells2021

    • 著者名/発表者名
      Permata Tiara Bunga Mayang、Sato Hiro、Gu Wenchao、Kakoti Sangeeta、Uchihara Yuki、Yoshimatsu Yukihiko、Sato Itaru、Kato Reona、Yamauchi Motohiro、Suzuki Keiji、Oike Takahiro、Tsushima Yoshito、Gondhowiardjo Soehartati、Ohno Tatsuya、Yasuhara Takaaki、Shibata Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 62 ページ: 773~781

    • DOI

      10.1093/jrr/rrab050

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanism of chromosome rearrangement arising from single-strand breaks2021

    • 著者名/発表者名
      Kot Palina、Yasuhara Takaaki、Shibata Atsushi、Hirakawa Miyako、Abe Yu、Yamauchi Motohiro、Matsuda Naoki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 572 ページ: 191~196

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.08.001

    • 査読あり
  • [学会発表] Genome maintenance by RNA-mediated stress responses2022

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Yasuhara
    • 学会等名
      The 12th International Symposium Gunma University Initiative for Advanced Research
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RNAを介したゲノム安定性維持機構2021

    • 著者名/発表者名
      安原 崇哲
    • 学会等名
      第26回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • [学会発表] 核内凝集体を介したがんゲノム不安定性誘導機構2021

    • 著者名/発表者名
      安原 崇哲
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [備考] タンパク質の設計図を壊さないようにDNA切断を修復する新たな仕組みを発見

    • URL

      https://www.m.u-tokyo.ac.jp/news/press.html#20220202

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公開日: 2022-12-28  

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