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

基本信息

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

项目摘要

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，主要研究者建立了一种使用 Polε (epsilon) 和 Polα (alpha) 的合成图谱分析复制叉起始和终止区域的方法，这两个区域分别负责前导链和滞后链的合成。今年，我们使用这种方法来检查基因转录对复制叉动态的影响。特别是，我们检查了指示个体 DNA 聚合酶功能以及复制起始和终止的基因组谱模式，将它们分为按转录水平分组的基因组，并进行分析以阐明转录的影响。研究表明，虽然复制起始反应发生在转录起始位点 (TSS) 附近，但穿过这些区域的复制叉的进程会被延迟或停止。这表明转录起始区附近的 RNA 聚合酶结合影响复制叉的进展。他们发现，在穿过转录区域（基因体）的复制叉处，使用非转录链作为模板，以与转录相反的方向进行的DNA合成效率降低。这种现象被认为是由于当RNA聚合酶通过转录区域时，非转录链暴露为单链DNA，并且由于序列特异性3D结构或化学修饰而导致的DNA损伤不断累积而引起的。迄今为止，对癌症基因组信息的分析表明，非转录侧的DNA损伤是突变的原因。本研究结果与这一点相一致，表明转录区DNA聚合酶动态是基因组稳定性的重要因素。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

Global usage of replicative polymerases and its relation with transcription in human cells U

复制聚合酶的全球使用及其与人类细胞转录的关系 U

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Koyanagi Eri;Kakimoto Yoko;Yoshifuji Fumiya;Natsume Toyoaki;Higashitani Atsushi;Ogi Tomoo;Carr Antony M.;Kanemaki Masato T.;Daigaku Yasukazu;Yasukazu Daigaku
通讯作者：
Yasukazu Daigaku

DNA polymerase dynamics and genomic instability

DNA聚合酶动力学和基因组不稳定性