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2018 年度 実績報告書

クロマチン構造変換複合体によるDNA損傷部位の核内配置制御とゲノム安定化への寄与

研究課題

研究課題/領域番号 25850242
研究機関東北大学

研究代表者

尾間 由佳子  東北大学, 農学研究科, JSPS特別研究員(RPD) (20443997)

研究期間 (年度) 2014-02-01 – 2019-03-31
キーワードクロマチン構造変換複合体 / DNA損傷修復 / 姉妹染色分体間接着
研究実績の概要

DNA損傷のうち最も重篤であるDNA二本鎖切断について、切断領域と核構造との相互作用が相同組換え修復に重要であることがショウジョウバエや哺乳類細胞において報告されている。これまで我々は、出芽酵母においてクロマチン構造変換複合体によりDNA二本鎖切断領域が核膜孔複合体(NPC)へ係留されることを示している。DNA損傷により起こる現象の1つとして、損傷誘導的な姉妹染色分体間接着(コヒージョン)が挙げられる。我々はこれまでDNA二本鎖切断領域がNPCへ結合できない変異株について、損傷誘導的なコヒージョンに欠陥が生じることを見出した。損傷誘導的コヒージョンには、損傷領域近傍へ導入された接着因子コヒーシンのSUMO化修飾が必要で、これはNPCと間接的に相互作用するSUMO化酵素Mms21により起こる。そこで、損傷部位のNPCへの結合がコヒーシンのSUMO化を促進することで損傷誘導的コヒージョンの確立に関与する可能性を考え、検証を行った。
まず、損傷部位がNPCへ移行できない変異株では、損傷誘導的なコヒーシンのSUMO化レベルが低下していたことを明らかにした。このことから、損傷によりコヒーシンが低レベルでSUMO化された後、損傷領域がNPCへ結合して高レベルにSUMO化されることが示唆された。
また、この株の損傷部位近傍にMms21を人為的に結合したところ、損傷誘導的コヒージョンが部分的に回復したが、同じ株でコヒーシン非SUMO化変異を過剰発現させた場合においては、回復が見られなかった。これらのことから、クロマチン構造変換複合体による損傷部位のNPCへの移行は、Mms21が損傷依存的にコヒーシンを高レベルにSUMO化し、損傷誘導的コヒージョンを確立するために必要で、このことが正確な相同組換え修復に重要であることを明らかにした。
以上の結果について現在論文を準備中であり、近々投稿予定である

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Distinct roles of ATM and ATR in the regulation of ARP8 phosphorylation to prevent chromosome translocations2018

    • 著者名/発表者名
      Sun Jiying、Shi Lin、Kinomura Aiko、Fukuto Atsuhiko、Horikoshi Yasunori、Oma Yukako、Harata Masahiko、Ikura Masae、Ikura Tsuyoshi、Kanaar Roland、Tashiro Satoshi
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 7 ページ: e32222

    • DOI

      https://doi.org/10.7554/eLife.32222

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Contribution of nuclear pore complex to DNA damage-induced sister chromatid cohesion through promoting SUMOylation of cohesin2018

    • 著者名/発表者名
      Yukako Oma, Yuki Orihara, Daisuke Takahashi, Tatsunori Konishi, Masahiko Harata
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会第51回日本発生生物学会合同大会/The Joint Annual Meeting of 51st JSDB and 70th JSCB
  • [学会発表] DNA損傷修復における細胞核構造の役割:出芽酵母をモデル系とした解析2018

    • 著者名/発表者名
      尾間由佳子、折原行希、高橋大輔、小西辰紀、原田昌彦
    • 学会等名
      農芸化学会 東北・北海道合同支部大会(東北支部第153回大会)
  • [学会発表] DNA損傷誘導的コヒージョンにおけるコヒーシンSUMO化と核膜孔複合体の関与2018

    • 著者名/発表者名
      尾間由佳子、折原行希、高橋大輔、小西辰紀、原田昌彦
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第51回研究報告会
  • [学会発表] DNA double-strand break relocation to nuclear pore complex contributes to DNA damage-induced sister chromatid cohesion2018

    • 著者名/発表者名
      Yukako Oma, Yuki Orihara, Daisuke Takahashi, Tatsunori Konishi, Masahiko Harata
    • 学会等名
      The 11th 3R & 3C Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒストンバリアントH2A.Zにおけるがん関連変異の遺伝子破壊細胞を用いた解析2018

    • 著者名/発表者名
      高橋 大輔, 日下部 将之, 折原 行希, 尾間 由佳子, 原田 昌彦
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Contribution of actin family proteins to nuclear organization2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamazaki, Eri Ohfuchi, Yukako Oma, Kei Miyamoto, Masahiko Harata
    • 学会等名
      2018 4D Nucleome-ASCB Satellite meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒストンバリアントH2A.Z のクロマチン導入部位決定機構解析2018

    • 著者名/発表者名
      高橋大輔、北川紗帆、小田有沙、仮屋園遼、尾間由佳子、太田邦史、原田昌彦
    • 学会等名
      第36回 染色体ワークショップ / 第17回 核ダイナミクス研究会
  • [備考] 東北大学大学院農学研究科・農学部 分子生物学分野 原田研究室

    • URL

      https://www.harata-lab.org/

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公開日: 2019-12-27  

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