2021 Fiscal Year Research-status Report

放射線およびUVばく露によるゲノム不安定性リスクに対する影響の研究

Research Project

Project/Area Number	21K12252
Research Institution	National Cancer Center Japan
Principal Investigator	吉岡研一国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (70321916)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	ゲノム不安定性 / 放射線 / UV / がん
Outline of Annual Research Achievements	放射線被ばくはがんのリスク要因である。直接の影響はDNA損傷と考えられるが、『放射線で生じた“どのタイプの損傷”がどの様にがん化を促進しているのか』、未だに不明な点が多い。最近我々は、放射線に曝された細胞では、直接に生じた二重鎖切断（DSB）の修復後、複製ストレスに伴うDSBが蓄積し、これに伴ってゲノム不安定性リスクが上昇することを見出した。このため、結果的にクローン進化のリスクが上昇していた。このことから、放射線ばく露のリスクの作用点として、“ゲノム不安定性の高リスク状態（複製ストレスに伴うDSBが修復され難い状態）の形成”が考えられる。疑問なのは、『どうしてDSB修復され難い状態に陥るのか』という点である。そこで本研究では、“ゲノム不安定性リスクの高い細胞・ゲノム状態”の形成機構の解明を目指している。そこで本研究では、“ゲノム不安定性リスクの高い細胞・ゲノム状態”の形成機構の解明を目指している。一方で、『その他の“環境リスク”に曝された場合はどうか？（放射線ばく露と同様に高リスク状態に陥るのか？）』との点も疑問である。最終的には様々なリスク要因を個別に検証する必要があるが、ここでは、特に、UV（紫外線）ばく露に伴うリスク影響の解明を目指す。本研究では、『１、放射線照射後、どの様に“ゲノム不安定性の高リスク状態”が形成・誘導されているのか？』および『２、UVに曝された細胞では、どの様にゲノム不安定性誘導に至るのか？』という２点を学術的「問い」に据え、研究を実施する。さらに、最終的に『１、放射線照射による“ゲノム不安定性の高リスク状態”の形成状態・誘導機構』『２、UVばく露による“ゲノム不安定性に対するリスク影響”』を解明することを目的として実施する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason これまでに、ゲノム不安定性の高リスク状態を特定し、その誘導機構の解析を実施した。まず、ゲノム不安定性の高リスク状態の特定では、ヒストンH3K9トリメチル化の亢進に伴ってヘテロクロマチンの形成が亢進していることが見出された。この背景でDSB修復能が低下した状態が形成されていると考えられる。また、その誘導に関わる責任因子を明確にするため、H3K9トリメチル化に関わるメチル化酵素（SETDB1、SUV39H1、SUV39H２）を、それぞれゲノム編集の手法によってノックアウト細胞を作成し、その影響を解析した。現段階までに、SETDB1のノックアウトの背景では、ゲノム不安定性の高リスク状態の誘導が抑制される影響が観測されている。また、現在、UV損傷の影響も解析中である。
Strategy for Future Research Activity	現段階までの状況では、概ね当初の計画通りに進展している。そこで、ゲノム不安定性の高リスク状態の特定、その誘導機構と制御機構の関係解析、を当初の予定通り推進する予定である。特に、これまでの探索的な解析から、統計的解析できる様に規模を大きくし、有意差を明確にしつつ解析を進める予定である。また、制御機構解析では、責任因子となっているメチル化酵素を確定するための実験と同時に、制御に関わるヒストン脱アセチル化酵素SIRT1/6の影響も解析する。