研究課題
DNA損傷は、ゲノム情報欠失を引き起こし、またヒトではがんなどの疾病の原因ともなる。DNA損傷修復の進行は、クロマチンや細胞核構造を基盤としたエピジェネティック制御の体操である。しかし、その機能の理解は遅れている。我々は、細胞核内のアクチンファミリー（アクチンおよびアクチン関連タンパク質(ARP)）が、DNA損傷修復を介したゲノム安定性の維持や、転写などのゲノム機能の制御において重要な役割を果たすことをこれまでに示してきた。当該年度はまず、DNA損傷に必要なクロマチン・細胞核機能構造形成へのアクチン・Arpの関与について解析を行った。その結果、INO80やSWR1などのクロマチンリモデリングに含まれるArpが、損傷DNAの核内空間配置の決定に寄与していることを明らかにし、報告した。また、細胞核内に人為的にアクチン繊維を形成する系を用いて、細胞核内のアクチン繊維が、ゲノム安定性維持や転写などのゲノム機能制御に与える影響について解析を行った。ゲノム安定性維持への関与については、DNA損傷薬剤への感受性を検討した。また転写への影響については、マイクロアレイ転写解析も用いた。その結果、細胞核内のアクチン繊維が、ゲノム安定性維持や転写制御において、重要な役割を果たすことを示した。さらに、アクチンおよびアクチン関連タンパク質に結合するペプチドとして、二重環状構造を有するペプチド(bicyclic peptide)のファージライブラリーをスクリーニングすることにより、これらのアクチンファミリーに結合する候補分子を得た。これらの解析と共に、さらにスクリーニングを進めている。
1: 当初の計画以上に進展している
ゲノム安定性維持におけるアクチン・アクチン関連タンパク質の重要な機能の一つとして、損傷DNAの核内空間配置の決定に関わることを明らかにすることができた。また、これらのアクチンファミリーに結合するbicyclic peptideについて、複数の候補を取得することに成功した。
ヒト細胞や出芽酵母を用いて、核内アクチンファミリーによる損傷DNA空間配置決定機構の詳細の解明を目指す。さらに、スクリーニングによって得られたアクチンファミリー結合性bicycic peptideを細胞に作用させて、ゲノム安定性、クロマチン構造、細胞核構造の変化などについて解析を行う。
アクチンファミリーであるArpに結合するペプチドの検索を行ったところ、二重環状構造を有するbicyclic peptideがArpに高親和性結合を示すことが明らかとなった。そのため、当初は予定していなかったbicyclic peptideのスクリーニングを先行して実施することにしたため、細胞にArp結合化合物・ペプチドを作用させる解析を、時期を遅らせて実施することとした。
スクリーニングしたArp結合性bicyclic peptideや化合物を、出芽酵母やヒト培養細胞などに作用させ、ゲノムの安定性、クロマチン構造、細胞核構造などを解析するための消耗品として、背全額を使用する。
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すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 4件)
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