非ヒストンタンパク質のアセチル化修飾を介したゲノム障害応答の制御機構解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26281026
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 安田 武嗣 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 放射線障害治療研究部, 主任研究員(定常) (60332269)
• 研究分担者: 増本 博司 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 講師 (80423151) ; 荻 朋男 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (80508317)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: アセチル化 / DNA修復 / RAD52 / 相同組換え / ゲノム編集

研究実績の概要

アセチル化修飾を受けることを明らかにしている非ヒストンタンパク質の中で、ヒトRAD52タンパク質のアセチル化修飾の役割にについて、さらに詳細に研究した。これまで、細胞内でのRAD52のアセチル化の役割を明らかにするために、CMVプロモーターによって発現が誘導されるRAD52の安定発現株を用いた解析をしてきた。タンパク質の発現量を、内在性の遺伝子発現のレベルに近づけて解析するために、CRISPR-Cas9法のゲノム編集によりRAD52のアセチル化部位変異遺伝子が本来のプロモーターにより発現するノックイン細胞を作製した。ノッイン細胞を用いてRAD52の細胞内局在を調べた結果、これまでの実験結果の通り、アセチル化されないRAD52変異タンパク質は、最初はDNA二重鎖切断（DSB）部位に集積するが、DNA修復が不完全な状態な状態で、途中でDSB部位から解離した。また、RAD51の局在をタイムコースで調べた結果、アセチル化されないRAD52変異タンパク質発現細胞では、RAD51も一度はDSB部位に局在していたが、その後途中でDSBから解離することが明らかになった。相同組換え修復の程度を定量的に調べることができるDR-GFPアッセイ用の細胞について、RAD52のノックイン細胞を作製して、相同組換え修復におけるRAD52のアセチル化の影響を調べた。その結果、相同組換えに関するこれまでの他の実験結果と同様に、このアッセイにおいても、アセチル化されないRAD52発現細胞では、相同組換え修復が阻害された。さらに、酵母two-hybrid法により、RAD52のアセチル化が、RAD51やRPAとの相互作用制御に関わることを明らかにした。これは、様々な反応ステップを必要とする複雑な相同組換え修復において、RAD52が様々な役割を果たすために必要であると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] サセックス大学(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: サセックス大学
• [国際共同研究] コロラド州立大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: コロラド州立大学
• [雑誌論文] Structural Basis of Homology-Directed DNA Repair Mediated by RAD52 (2018)
  • 著者名/発表者名: Saotome, M., Saito, K., Yasuda, T., Ohtomo, H., Sugiyama, S., Nishimura, Y., Kurumizaka, H., Kagawa, W.
  • 雑誌名: iScience 巻: 3 ページ: 50-62
  • DOI: 10.1016/j.isci.2018.04.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel function of HATs and HDACs in homologous recombination through acetylation of human RAD52 at double-strand break sites (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, T., Kagawa, W., Ogi, T., Kato, T. A., Suzuki, T., Dohmae, N., Takizawa, K., Nakazawa, Y., Genet, M. D., Saotome, M., Hama, M., et al.
  • 雑誌名: PLOS Genet 巻: 14 ページ: e1007277
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1007277
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Fra1 enhances the radioresistance of colon cancer cells to Xray or Cion radiation (2018)
  • 著者名/発表者名: Endo, S., Fujita, M., Yamada, S., Imadome, K., Nakayama, F., Isozaki, T., Yasuda, T., Imai, T., Matsubara, H.
  • 雑誌名: Oncol Rep 巻: 39 ページ: 1112-1118
  • DOI: 10.3892/or.2018.6223
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Strong radioprotective FGF1 signaling down-regulates proliferative and metastatic capabilities of the angiosarcoma cell line, ISOS-1, through the dual inhibition of EGFR and VEGFR pathways (2017)
  • 著者名/発表者名: Miura, T., Fujita, M., Kawano, M., Imadome, K., Yasuda, T., Nishihara, S., Imamura, T., Masuzawa, M., Imai, T., Nakayama, F.
  • 雑誌名: Clin Transl Radiat Oncol 巻: 7 ページ: 83-90
  • DOI: 10.1016/j.ctro.2017.10.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ヒトRAD52の脱アセチル化酵素SIRT2/SIRT3はDNA相同組換え修復に関わる (2017)
  • 著者名/発表者名: 安田武嗣、滝澤和也、田嶋克史
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第60回大会
• [備考] プレスリリース 切れたDNAの修復に必要な新たなメカニズムを解明
  • URL: http://www.qst.go.jp/information/itemid034-004042.html
• [備考] Press Release
  • URL: http://www.qst.go.jp/ENG/news/itemid054-004075.html