全ゲノム領域に共通した正確なDNA修復を保証するDSB修復経路選択機構の研究

DSB修复途径选择机制的研究，确保所有基因组区域共有的精确DNA修复

基本信息

批准号：
21H03596
负责人：
柴田淳史
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Keio University (2023)Gunma University (2021-2022)
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03596/
关键词：
DSB修復放射線 NHEJ HR DNA修復クロマチン転写染色体転座

项目摘要

放射線照射が誘発するDNA二本鎖切断（DSB)は重篤なDNA損傷の一つとされ、その修復の成否は細胞の運命決定に大きな影響を与える。ヒト細胞に生じたDSBは、非相同未端連結（NHEJ)または相同組換え（HR)のいずれかによって修復される。我々は、放射線照射直後、DSB近傍ではNHEJに適したコンパクトなクロマチン構造が構築され、HRの進行と伴にクロマチン構造が変化することで、NHEJからHRへの切り替えを促進していることを明らかにしてきた。そのクロマチン環境変化を制御する因子は53BP1であることが示唆されているが、その詳細な分子機構は未解明である。本研究では、細胞がどのようにしてクロマチン環境をNHEJからHRに適した構造へと変化させているのか、DSB発生から時間の経過と伴に局在を変化させる「53BP1　repositioning(再配置）」と呼ばれる現象に着目し、その分子機構の解明に迫る。昨年度、超高解像度蛍光顕微鏡3D－SIM(OMX)により53BP1を観察した結果、53BP1は複数のナノドメインを構成していることが明らかになった。我々が所有する53BP1変異体にて53BP1ナノドメインを解析した結果、特に53BP1-olimerization変異体にて53BP1ナノドメイン構築に異常が認められた。次に、環境変化が53BP1の集積に影響を及ぼすかどうか検討するため、pH変動、浸透圧変化の条件下において53BP1集積を解析した。その結果、53BP1が液液相分離により集積することと一致して、pH変動や浸透圧変化にて53BP1の集積が起こらなくなることが明らかになった。

辐射引起的 DNA 双链断裂 (DSB) 被认为是最严重的 DNA 损伤形式之一，其修复的成功或失败对细胞的命运决定具有重大影响。人类细胞中产生的 DSB 可通过非同源末端连接 (NHEJ) 或同源重组 (HR) 进行修复。我们发现，在放射线照射后，DSB 附近立即构建了适合 NHEJ 的紧凑染色质结构，并且染色质结构随着 HR 的进展而变化，促进了从 NHEJ 到 HR 的转换。有人认为53BP1是控制染色质环境变化的因子，但详细的分子机制仍不清楚。在这项研究中，我们将研究细胞如何将其染色质环境从 NHEJ 改变为适合 HR 的结构，以及 DSB 生成后 53BP1 重新定位如何随着时间的推移改变其定位，我们将尝试阐明一种称为“”的现象。其分子机制。去年，我们使用超高分辨率荧光显微镜3D-SIM（OMX）观察53BP1，发现53BP1由多个纳米域组成。通过分析 53BP1 突变体中的 53BP1 纳米结构域，我们发现 53BP1 纳米结构域结构存在异常，特别是在 53BP1 寡聚化突变体中。接下来，为了检查环境变化是否影响 53BP1 积累，我们分析了 pH 波动和渗透压变化条件下的 53BP1 积累。结果显示，与53BP1由于液-液相分离而积累的事实一致，53BP1不会由于pH或渗透压的变化而积累。