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2016 年度 実績報告書

コヒーシンが染色体接着と二重鎖切断修復に機能する機構の試験管内再構成による解析

研究課題

研究課題/領域番号 25711022
研究機関九州大学

研究代表者

高橋 達郎  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50452420)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード姉妹染色体接着 / コヒーシン / DNA二重鎖切断 / DNA損傷修復 / DNA複製 / ツメガエル
研究実績の概要

コヒーシン複合体による姉妹染色体の接着は、正確な染色体の分配に必要であるのみならず、DNA二重鎖切断(DSB)損傷の修復にも重要な役割を果たす。姉妹染色体の接着はDNA複製と協調的に起こると考えられており、本研究計画においてもDNA複製因子が染色体接着を促進するメカニズムを主要な解析ターゲットとしてきた。一方で、コヒーシンがDSBの修復にどのような役割を果たすかについては、いまだ分かっていない点が数多い。本年度は、ツメガエル卵抽出液を主たる実験系として用い、コヒーシンのDSB修復への寄与を重点的に解析した。先年度までの解析から、試験管内でのDNA複製によって生じた姉妹DNAの特定のひとつに部位特異的なDSBを導入した場合でも、もう一つの姉妹DNA鎖が組換え鋳型として存在するにもかかわらず、非相同末端結合が主たるDSB修復経路として選択されることが分かってきた。また、このときのDSB修復に対するコヒーシンの寄与はこれまで観察できていない。染色体接着はDNA複製と協調的に成立するため、コヒーシンは複製後のDSB修復よりもむしろDNA複製フォーク近傍でのDSB修復により重要ではないかと考え、部位特異的なニックを利用して複製フォーク通過時に特定のひとつの姉妹DNA鎖が切断される系を構築した。興味深いことに、この系においてコヒーシンを抽出液から除去すると、一本鎖DNA結合タンパク質RPAが染色体上に蓄積することが分かった。このことは、コヒーシンは複製フォークでのDSB末端削り込み反応を制御している可能性を示唆する。さらに、本年度の解析から、二重鎖切断部位の周辺に相同領域を持つ場合は、非相同末端結合ではなく一本鎖アニーリング(SSA)反応が優先的に選択されることが分かってきた。SSAは末端の削り込みを伴う修復経路であるため、コヒーシンによる制御を受ける可能性がある。コヒーシンのSSAへの寄与については今後の重要な研究課題である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] MutSα maintains the mismatch repair capability by inhibiting PCNA unloading2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Kawasoe, Toshiki Tsurimoto, Takuro Nakagawa, Hisao Masukata, Tatsuro S Takahashi
    • 雑誌名

      Elife

      巻: 5 ページ: e15155

    • DOI

      10.7554/eLife.15155

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] PCNA Retention on DNA into G2/M Phase Causes Genome Instability in Cells Lacking Elg12016

    • 著者名/発表者名
      Catherine Johnson, Vamsi K. Gali, Tatsuro S. Takahashi, Takashi Kubota
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 16 ページ: 684-695

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.06.030

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ミスマッチ修復依存的なヘテロ二重鎖解消反応の試験管内解析2017

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      第34回染色体ワークショップ・第15回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      千葉県木更津市
    • 年月日
      2017-01-11 – 2017-01-13
  • [学会発表] In vitro analysis of interplay between chromatin replication, homology-directed repair, and mismatch repair2016

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-01
    • 招待講演
  • [学会発表] Interplay between DNA synthesis, chromatin assembly, and mismatch repair2016

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      The 10th 3R symposium
    • 発表場所
      島根県松江市
    • 年月日
      2016-11-13 – 2016-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Chromatin remodeling facilitates eukaryotic mismatch repair by promoting the displacement of nucleosomes around mismatches2016

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      At the Intersection of DNA Replication and Genome Maintenance: from Mechanisms to Therapy
    • 発表場所
      Trieste, Italy
    • 年月日
      2016-06-27 – 2016-07-01
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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