| 研究課題/領域番号 |
25340031
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
寺澤 匡博 大阪大学, たんぱく質研究所, 特任助教 (20389688)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 非相同末端結合 / M期 / DSB修復 / XRCC4 |
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| 研究実績の概要 |
M期（細胞分裂期）は複製された遺伝情報を正確に分配する過程である。正確な染色体分配に失敗すると細胞死や染色体の異数化を招く。DSB（DNA二重鎖切断）は最も重篤なDNA損傷であるが、M期におけるDSB修復機構についてほとんど知見がない。申請者は非相同末端結合(NHEJ)因子XRCC4がM期で細胞周期特異的にリン酸化されることを見いだし､このリン酸化がM期のDSB修復に影響を与えていることを考えた。XRCC4リン酸化のM期における役割を明らかにすることにより正確な染色体分配を保証する新規の機構を解明する。
M期におけるDSB修復について以下の項目が明らかとなった。１）M期に同期した細胞をエトポシド処理するとゲノム不安定化の指標の一つであるanaphase bridgeが有意に増加した。２）M期細胞のエトポシド処理において染色体異常が有意に増加した。３）コメットアッセイによりM期の細胞で修復は効率が低いが起こることがわかった。４）NHEJ因子、HR(相同組換え)因子のノックダウンではbridgeの抑制、HR、alternative-NHEJ両方に関わる因子のノックダウン細胞では増加がみられた。5）XRCC4がM期特異的にリン酸化され、それがCdk1、Plk1に依存することがわかった。6）コメットアッセイにより、非リン酸化型XRCC4発現細胞では修復が野生型より速いことがわかった。
したがってM期では修復は抑制されているがある程度起こり、この修復がanaphase bridge形成の原因となり、ゲノムの不安定化を招くことが明らかとなった。NHEJ、HRを抑制、A-NHEJを増加させることによって異常な染色体分配を防ぐ仕組みがあることが考えられた。さらにXRCC4をM期においてリン酸化することによりNHEJ抑制し、ゲノム不安定化を防ぐ新規の機構があることがわかった。
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| 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
平成25年度実施計画の1、Anaphase bridge形成に関与するDNA修復経路の解明、2、XRCC4 のCDKによるリン酸化の役割については計画以上に進み、M期においてDSB修復はゲノム不安定化の原因となり、これを抑制する機構があることがわかった。さらにXRCC4のリン酸化がM期のDSB修復を抑制し、正確な染色体分配に寄与していることを明らかにし、新規のゲノム不安定化抑制機構として論文を作成、平成26年度前半にPLOS Geneticsに受理された。さらにこの内容と近年のM期におけるDSB修復の知見をまとめたレビューを作成し、Cancer Scienceに受理された。平成25年度実施計画が予想以上に進み、これのみで論文を作成するために十分な学術的重要性を示すことができ、論文作成、受理に必要な実験に集中したため、平成26年度実施計画については計画通りには進んでいないがXRCC4欠損株において中心体異常を示すデータを得ることができ、XRCC4が直接的または間接的に分裂装置に関与して染色体異常を防ぐ機構がある基礎的データを得ている。また論文作成の過程でPlk1によるXRCC4のリン酸化の重要性が明らかとなったため当初計画になかったPlk1によるリン酸化の機能についての実験を中心に実験を行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
Anaphase bridge形成に関与するDNA修復経路の解明、XRCC4のCDKによるリン酸化の役割についての学術的重要性が明らかとなり、論文を作成、この内容はPLOS Geneticsに受理された。論文作成の過程でPlk1に依存してXRCC4のリン酸化が起こることが明らかとなり、その重要性が示されたため、当初計画になかったXRCC4のPlk1によるリン酸化の機能解析を現在の最重要課題として実験を進めている。さらに分子機構の理解を深めるために平成27年度の計画にあった生化学的解析を行い、分子的理解を深め、これらを合わせて論文作成を行う。今年度中の受理を目指す。分裂装置との関係の解析も平行して行い、基礎データを集め、今後に備える予定である。
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