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2013 年度 実績報告書

DNA二重鎖切断の認識・修復の分子機構に基づく新規戦略による放射線増感剤の創製

研究課題

研究課題/領域番号 24390290
研究機関東京工業大学

研究代表者

松本 義久  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 准教授 (20302672)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード放射線治療 / 放射線増感剤 / DNA二重鎖切断修復 / DNA損傷応答 / 蛋白質リン酸化 / DNA-PK / XRCC4 / DNA ligase IV
研究概要

本研究は DNA-PKによるXRCC4のリン酸化を介したタンパク質間相互作用の調節機構を明らかにすること、それを利用した新たな放射線増感剤開発の可能性を探ることを目的としている。平成25年度は、年度当初に(1)前年度に見出されたXRCC4結合分子の解析、(2)XRCC4変異体のうち、機能異常を示すものについての解析、(3)リン酸化部位周辺配列を模したペプチドの放射線感受性への影響の解析、(4)前年度の研究で見出された新たなリン酸化部位に関する解析を計画し、これを行った。加えて、平成25年度の前半において見出された知見に基づき、(5)XRCC4とLigIVとの相互作用の解析およびこれに基づく放射線増感の試みを行った。
(1)については、免疫沈降法で細胞内における結合の検証を試みた。合わせて(2)に関連して、XRCC4変異体との結合の有無を調べた。この結合分子に対する市販の抗体がXRCC4に交差反応を示すことが明らかになり、結合の検証には至っていないが、その過程で、この分子の存在量が放射線照射によって増加する可能性が示唆された。
(3)については、リン酸化部位を含むさまざまな長さのXRCC4部分断片をタグ付きで欠損細胞に導入した。その結果から、タンパク質の安定性に関わる領域についての情報が得られた。
(4)については、当初DNA-PKcsの関与が示唆されたものの、直接のリン酸化に関しては、本年度得られた結果は否定的であり、他のリン酸化酵素の関与の可能性が高いと考えられた。また、XRCC4のDNA修復以外の新たな機能の可能性が示唆された。さらに、既報のリン酸化部位のうち1つについて、DNA-PK依存的に放射線照射後にリン酸化が増加することが明らかになった。
(5)については、LigIVのXRCC4結合領域を発現させることにより放射線感受性が増強されることを見出した。

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-PKによるXRCC4のリン酸化については、独自に見出した4カ所に加え、新たな候補部位、既報の2カ所のうち1カ所を加えて解析し、当初予想をしなかった多くの知見が得られた。また、リン酸化部位周辺も含め、XRCC4全体にわたって変異体を追加作製し、機能解析した。その結果、XRCC4とLigIVの相互作用に重要な役割を担うアミノ酸残基を見出した。LigIVのXRCC4結合領域の発現と合わせて新たな放射線増感法の糸口となる知見と考えられる。一方、結合分子の解析については、市販の抗体で良好な特性を示すものが見つからず、やや難航している。全体的に見れば、当初計画を若干上回る成果が得られたと自己評価している。

今後の研究の推進方策

最終年度にあたり、本研究の大局的目的の達成に向け、ペプチドを基盤とする放射線増感剤開発試験を行う。また、これまで得られた成果の論文発表や国際学会発表を積極的に行う。

次年度の研究費の使用計画

執行状況はほぼ予定通りであったが、試薬の割引などによって差額が生じた。本研究の目的に照らし、必要あるいは有用と思われる試薬類などを補充したが、それでも1万円以下の額が残った。
本研究の目的に照らし、必要あるいは有用と思われる試薬類の購入に充てる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] C-terminal region of DNA ligase IV drives XRCC4/DNA ligase IV complex to chromatin2013

    • 著者名/発表者名
      Liu S, Liu X, Kamdar RP, Wanotayan R, Sharma MK, Adachi N, Matsumoto Y
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 439 ページ: 173-178

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.08.068

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiosensitization strategy through modification of DNA double-strand break repair2013

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Y, Imamichi S, Fukuchi M, Liu S, Wanotayan R, Kuniyoshi S, Yoshida K, Mae Y, Sharma MK
    • 雑誌名

      InTech "DNA Repair-New Research Directions"

      巻: - ページ: 639-663

    • 査読あり
  • [学会発表] Role of DNA-PKs and ATM in the phosphorylation-mediated regulation of XRCC42013

    • 著者名/発表者名
      Shoji Imamichi, Mukesh Kumar Sharma, Yoshihisa Matsumoto
    • 学会等名
      29th RBC-NIRS International Symposium
    • 発表場所
      Kyoto (Coop Inn Kyoto)
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] C-terminal region of DNA ligase IV drives XRCC4/DNA ligase IV complex to chromatin2013

    • 著者名/発表者名
      Sicheng Liu, Xyunyue Liu, Radhika Pankaj Kamdar, Rujira Wanotayan, Mukesh Kumar Sharma, Noritaka Adachi, Yoshihisa Matsumoto
    • 学会等名
      29th RBC-NIRS International Symposium
    • 発表場所
      Kyoto (Coop Inn Kyoto)
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] Visualization of the role of NHEJ inhibition in response to ionizing radiation in HeLa Fucci cells2013

    • 著者名/発表者名
      Rujira Wanotayan, Sicheng Liu, Yoshihisa Matsumoto, Akinari Yokoya
    • 学会等名
      29th RBC-NIRS International Symposium
    • 発表場所
      Kyoto (Coop Inn Kyoto)
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] Mechanisms of the Recognition and Repair of DNA Double-Strand Breaks And Possible Application in Cancer Therapy2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Matsumoto
    • 学会等名
      The Fourth International Symposium on Innovative Nuclear Energy Systems
    • 発表場所
      Tokyo (Tokyo Institute of Technology)
    • 年月日
      20131106-20131108
  • [学会発表] DNA二重鎖切断修復におけるXRCC4のリン酸化制御へのDNA-PK及ひATM阻害剤の影響2013

    • 著者名/発表者名
      今道祥二, 松本義久, シャルマ ムケシュクマール
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第56回大会
    • 発表場所
      クラウンパレス青森(青森)
    • 年月日
      20131018-20131020
  • [学会発表] Role of XRCC4 C-terminal Part in DNA Double-Strand Break Repair Revealed by Systematically Generated Mutants2013

    • 著者名/発表者名
      Rujira WANOTAYAN, Mikoto FUKUCHI, Mukesh Kumar SHARMA, Yoshihisa MATSUMOTO
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第56回大会
    • 発表場所
      クラウンパレス青森(青森)
    • 年月日
      20131018-20131020
  • [学会発表] Identification of the phosphorylation sites of XRCC4 by DNA-PK essential for DNA double-strand break repair2013

    • 著者名/発表者名
      Mukesh Kumar SHARMA, Shoji IMAMICHI, Radhika Pankaj KAMDAR, Mikoto FUKUCHI, Sicheng LIU, Rujira WANOTAYAN, Yoshihisa MATSUMOTO
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第56回大会
    • 発表場所
      クラウンパレス青森(青森)
    • 年月日
      20131018-20131020
  • [学会発表] Visualization of cell cycle arrest by X-irradiation and NHEJ inhibitors on Hela-Fucci cells2013

    • 著者名/発表者名
      Sicheng Liu, Rujira Wanotayan, Yoshihisa Matsumoto, Akinari Yokoya
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第56回大会
    • 発表場所
      クラウンパレス青森(青森)
    • 年月日
      20131018-20131020
  • [学会発表] カスパーセによるXRCC4切断とXRCC4によるCADの核内移行促進機構の解明2013

    • 著者名/発表者名
      砂谷優実, カムダル ラディカ パンカジ, シャルマ ムケシュ クマール, 松井 理, 逆井 良, 橋本光正, 松本義久, 岩淵邦芳
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第56回大会
    • 発表場所
      クラウンパレス青森(青森)
    • 年月日
      20131018-20131020
  • [学会発表] DNA-PKによる内在性XRCC4リン酸化の検出2013

    • 著者名/発表者名
      Mukesh Kumar Sharma, 今道祥二, 松本義久
    • 学会等名
      第51 回日本放射線腫瘍学会生物部会学術大会
    • 発表場所
      東北大学艮陵会館(仙台)
    • 年月日
      20130706-20130706
  • [学会発表] Creation and analyses of systematic series of XRCC4 mutants2013

    • 著者名/発表者名
      Wanotayan, R., Fukuchi, M., Sharma, M.K., Matsumoto, Y.
    • 学会等名
      第19回癌治療増感研究会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学(東京)
    • 年月日
      20130608-20130608
  • [学会発表] Identification of phosphorylation sites in XRCC4 mediating its functional regulation by DNA-PK2013

    • 著者名/発表者名
      Mukesh Kumar Sharma, Radhika Pankaj Kamdar, Shoji Imamichi, Mikoto Fukuchi, Sicheng Liu, Wanotayan Rujira, Yoshihisa Matsumoto
    • 学会等名
      第19回癌治療増感研究会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学(東京)
    • 年月日
      20130608-20130608
  • [学会発表] XRCC4: The Genuine Target of DNA-PK in Non Homologous End Joining2013

    • 著者名/発表者名
      Mukesh Kumar Sharma, Radhika Pankaj Kamdar, Shoji Imamichi, Mikoto Fukuchi, Sicheng Liu, Wanotayan Rujira, Yoshihisa Matsumoto
    • 学会等名
      3rd Asian Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      Beijing (Beijing International Convention Center)
    • 年月日
      20130510-20130513
  • [学会発表] Identification of phosphorylation sites in XRCC4 mediating its functional regulation by DNA-PK2013

    • 著者名/発表者名
      Mukesh Kumar Sharma, Yoshihisa Matsumoto
    • 学会等名
      3rd Asian Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      Beijing (Beijing International Convention Center)
    • 年月日
      20130510-20130513

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公開日: 2015-05-28  

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