RNA転写のDNA複製へのトランスアクション

将 RNA 转录转导为 DNA 复制

• 批准号: 21K19203
• 负责人: 大学 保一
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Japanese Foundation for Cancer Research (2022)Tohoku University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19203/
• 关键词: DNA複製; 転写; DNAポリメラーゼ; 複製開始点; 染色体編成; DNA複製; 転写; DNAポリメラーゼ; 複製開始点; 染色体編成

研究代表者は、本研究一年次にリーディング鎖・ラギング鎖合成それぞれを担うPolε（イプシロン）とPolα（アルファ）の合成プロファイルを用いて複製フォーク開始・停止領域を解析する方法を確立した。本年次は、この方法を用いて、遺伝子転写による複製フォーク動態への影響を検証した。特に、個々のDNAポリメラーゼ機能、複製開始・停止を示すゲノムプロファイルのパターンを、転写量によってグループ化した遺伝子群に分けて検証し、転写による影響を明確化する解析作業を実施した。転写開始領域(Transcription Start Site: TSS)付近においては、複製開始反応がおきる一方で，その領域を通過する複製フォークの進行が遅延・停止することが示された。このことは、転写開始領域付近に結合したRNAポリメラーゼが複製フォークの進行に影響を及ぼすことを示唆する。転写領域（gene body）を進行する複製フォークにおいて、転写と逆方向に進む、すなわち、非転写鎖を鋳型とする、DNA合成の効率が低下することを発見した。この現象は、RNAポリメラーゼが転写領域を通過する際に、非転写鎖が単鎖DNAとして露出し、配列特異的な立体構造や化学修飾によるDNA損傷が蓄積し、引き起こされたと考えられる。現在まで、がんのゲノム情報の解析から、非転写側のDNA損傷が変異の誘発の原因となることが示されている。本研究の結果はこの点と整合性があり、転写領域のDNAポリメラーゼ動態がゲノム安定性において重要な要素であることを示した。

在这项研究的第一年中，首席研究者建立了一种使用Polε（Epsilon）和Polα（Alpha）的合成曲线来分析复制叉开始/停止区域的方法，这些方法分别负责综合领先链和滞后链。今年，该方法用于检查基因转录对复制叉动力学的影响。特别是，通过通过转录量分组的基因进行分组，并进行了分析工作以阐明转录的效果，从而验证了表明单个DNA聚合酶函数和复制启动和停止的基因组曲线模式。已经表明，尽管复制起始反应发生在转录起始位点（TSS）附近，但通过该区域的复制叉的进展延迟或停止。这表明在转录起始区域附近结合的RNA聚合酶会影响复制叉的进展。有人发现，在通过基因体进行的复制叉中，DNA合成的效率降低，朝着转录相反的方向移动，即使用非转录链作为模板。人们认为，这种现象是由当RNA聚合酶通过转录区域时由于序列特异性空间结构和化学修饰引起的DNA损伤引起的。迄今为止，对癌症基因组信息的分析表明，非转录DNA损伤是诱导突变的原因。这项研究的结果与这一点一致，表明转录区域的DNA聚合酶动力学是基因组稳定性的重要因素。