転写共役修復 (TCR)の分子メカニズム解明とTCR欠損ヒト遺伝性疾患の分子病態

阐明转录偶联修复（TCR）的分子机制以及TCR缺陷型人类遗传病的分子发病机制

• 批准号: 21H02399
• 负责人: 中沢 由華
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02399/
• 关键词: 転写と共役したDNA修復; RNAポリメラーゼ; ユビキチン化

転写と共役したDNA修復機構 (transcription coupled repair: TCR)は、転写が活発に行われている領域に生じたDNA損傷を、優先的かつ効率良く修復するシステムであり、生体の恒常性維持に重要なメカニズムである。本研究では、DNA損傷箇所で停止したRNA合成酵素がユビキチン化修飾を受けてTCRを開始・制御する分子機構の詳細解明に取り組むとともに、TCRの破綻により発症するヒト疾患の病態を明らかにすることを目指している。これまでに特殊なChIPseq法を開発し、TCRの進行やDNA損傷誘発後のRNA合成酵素の挙動等をゲノムレベルで解析してきたが、より詳細にTCRの制御メカニズムを理解するため、種々のTCR因子でのChIPseq解析に取り組んだ。適用可能な抗体の探索と検証を実施し、複数種類の抗体が利用可能であることが判明した。これをもとに、紫外線誘発DNA損傷後の種々のTCR因子のChIPseqデータの取得を進めた。また、DNA損傷による転写阻害がもたらす遺伝子発現の撹乱に起因する生体影響を調査するため、樹立済みのTCR欠損モデルマウスを活用して各臓器・組織のRNAseq解析に取り組んだ。さらに、TCRの分子メカニズム解明に向けて、新たな手法での解析を取り入れるため、必要となる遺伝子編集細胞シリーズの作製を進めた。本解析には、複数の変異を組み合わせて持つ細胞を十数種類作製する必要があるため、継続して細胞樹立に取り組む。また、TCR機能の欠損が疑われており疾患原因未同定のヒト症例について解析を行ったところ、いずれも既知の遺伝子異常が疾患原因であることが判明した。

转录耦合修复（TCR）是一种系统，优先且有效地修复在转录正在积极发生的区域中发生的DNA损伤，并且是维持生物体体内稳态的重要机制。这项研究旨在阐明在DNA损伤下停止的RNA合酶经历泛素化修饰以启动和调节TCR的分子机制，并阐明由于TCR衰竭引起的人类疾病的病理。我们已经开发了一种特殊的CHIPSEQ方法，可以在基因组水平上分析DNA损伤后TCR的进展和RNA合酶的行为，但是为了更详细地了解TCR调节的机制，我们已经通过各种TCR因子进行了CHIPSEQ分析。进行了适用抗体的搜索和验证，并发现多种类型的抗体可用。基于此，我们开始在紫外线诱导的DNA损伤后获取各种TCR因子的CHIPSEQ数据。此外，为了研究由DNA损伤引起的转录抑制引起的基因表达扰动引起的生物学作用，我们使用了建立的TCR缺陷模型小鼠来分析每个器官和组织的RNASEQ。此外，为了阐明TCR的分子机制，我们开始创建必要的基因编辑细胞系列，以结合新的分析方法。该分析需要创建携带多种突变的十几种细胞，因此我们将继续致力于建立细胞。此外，当对怀疑TCR功能并且未鉴定出疾病原因的人类病例进行分析时，发现已知的遗传异常是该病的原因。

项目成果

名古屋大学環境医学研究所HP

名古屋大学环境医学研究所HP

Dealing with transcription-blocking DNA damage: Repair mechanisms, RNA polymerase II processing and human disorders

• DOI: 10.1016/j.dnarep.2021.103192
• 发表时间: 2021-08-03
• 期刊: DNA REPAIR
• 影响因子: 3.8
• 作者: Jia, Nan;Guo, Chaowan;Ogi, Tomoo
• 通讯作者: Ogi, Tomoo

ELOF1 is a transcription-coupled DNA repair factor that directs RNA polymerase II ubiquitylation.

• DOI: 10.1038/s41556-021-00688-9
• 发表时间: 2021-06
• 期刊: Nature cell biology
• 影响因子: 21.3
• 作者: van der Weegen Y;de Lint K;van den Heuvel D;Nakazawa Y;Mevissen TET;van Schie JJM;San Martin Alonso M;Boer DEC;González-Prieto R;Narayanan IV;Klaassen NHM;Wondergem AP;Roohollahi K;Dorsman JC;Hara Y;Vertegaal ACO;de Lange J;Walter JC;Noordermeer SM;Ljungman M;Ogi T;Wolthuis RMF;Luijsterburg MS
• 通讯作者: Luijsterburg MS

Ubiquitination of RNA polymerase II and transcription-coupled repair.

RNA 聚合酶 II 的泛素化和转录偶联修复。

• 发表时间: 2022
• 作者: Ikumi Katano;Asami Hanazawa;Iyo Ootsuka;Misa Mochizuki;Kenji Kawai;Takeshi Takahashi;Ogi T.
• 通讯作者: Ogi T.

Protein instability associated with AARS1 and MARS1 mutations causes trichothiodystrophy.

• DOI: 10.1093/hmg/ddab123
• 发表时间: 2021-08-28
• 期刊: Human molecular genetics
• 影响因子: 3.5
• 作者: Botta E;Theil AF;Raams A;Caligiuri G;Giachetti S;Bione S;Accadia M;Lombardi A;Smith DEC;Mendes MI;Swagemakers SMA;van der Spek PJ;Salomons GS;Hoeijmakers JHJ;Yesodharan D;Nampoothiri S;Ogi T;Lehmann AR;Orioli D;Vermeulen W
• 通讯作者: Vermeulen W