2020 Fiscal Year Annual Research Report
多能性幹細胞傷害後のクロマチン変換が及ぼすDNA損傷発生機構および修復経路の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
|---|
| Project/Area Number |
20H04879
|
|---|
| Research Institution | Gunma University |
|---|
Principal Investigator |
柴田 淳史 群馬大学, 未来先端研究機構, 准教授 (30707633)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | DNA修復 / 幹細胞 / クロマチン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
植物幹細胞は多能性の維持において独自のゲノム制御システムを有している。植物幹細胞はDNA損傷に対して高感受性を示すが、細胞死に至るまでのシグナル応答は多くが未解明である。これまでの研究から、植物幹細胞が DNA 損傷を受けた場合、オーキシン発現量の低下に伴うクロマチン弛緩が生じることが明らかになりつつある。本研究では、動物細胞を植物研究のモデル生物として用い、幹細胞における DNA損傷発生、修復経路、そして細胞死までの分子機構を解明することで、動植物幹細胞ゲノム維持機構の共有性と独自性の統合的理解に迫る。本年度は、細胞の運命を左右する重篤なDNA損傷の一つであるDNA二本鎖切断（DSB）後の損傷応答に着目し、DSB誘導後のクロマチン構造変化とDSBマーカーの局在性を、超高解像度蛍光顕微鏡 3D-SIM を用いて解析した。また、クロマチン弛緩時のDNA損傷発生量と修復経路を検討するために、クロマチン制御因子をノックダウンし、DNA 損傷量および DNA 修復経路の解析を進めている。さらに、DNA損傷後のクロマチン構造変換に影響を及ぼす分子機構を解明すべく、DNA損傷後の遺伝子発現をRNA-seqによるトランスクリプトーム解析を行った。その結果、分化した細胞ではCAF-1, HP-1, KAP-1の顕著な低下が認められた。これまでの検討は分化したヒト網膜色素上皮細胞（RPE細胞：Retinal Pigment Epithelium）を用いて行っており、次年度からマウスES細胞を使って幹細胞における損傷応答反応を解析する。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
DNA損傷後の遺伝子発現解析の中でクロマチン制御因子であるCAF-1, HP-1, KAP-1に変化があることを見出した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
マウスES細胞を用いて分化した細胞で応答した遺伝子群との対比検討を行う。さらにゲノム全体のクロマチンアクシビリティと遺伝子発現の相関をATAC-seqにより解析する。
|
