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。

转录偶联修复（TCR）是一种优先有效修复转录活跃区域发生的 DNA 损伤的系统，对于维持生物体的稳态非常重要。在本研究中，我们将致力于阐明在DNA损伤部位停止的RNA合成酶进行泛素化修饰以启动和控制TCR的分子机制的细节，并阐明人类疾病发生的病理生理学。由于 TCR 故障，我们的目标是迄今为止，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 TCR 的进展和 DNA 损伤诱导后 RNA 合酶的行为，并进行 ChIPseq 因素分析。我们对适用的抗体进行了检索和验证，发现有多种类型的抗体可供选择。基于此，我们继续获得 UV 诱导 DNA 损伤后各种 TCR 因子的 ChIPseq 数据。此外，为了研究DNA损伤转录抑制导致基因表达破坏所造成的生物学效应，我们使用已建立的TCR缺陷小鼠模型对各种器官和组织进行了RNAseq分析。此外，为了采用新的分析方法来阐明TCR的分子机制，我们继续创建了必要的基因编辑细胞系列。对于此分析，需要创建十多种具有多种突变组合的细胞，因此我们将继续致力于细胞建立。此外，当我们分析疑似TCR功能缺陷且病因不明的人类病例时，我们发现该疾病的病因是已知的基因异常。

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