Analysis of genomic instability caused by environmental stress

环境胁迫引起的基因组不稳定性分析

• 批准号: 21H04761
• 负责人: 小林 武彦
• 金额: $ 26.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04761/
• 关键词: 環境ストレス; ゲノムの不安定性; 出芽酵母; リボソームRNA遺伝子; ヒストンの脱アセチル化酵素; ゲノム安定性; クロマチン免疫沈降法; ヒストン脱アセチル化酵素; 非コードプロモーター; 酸性培地; ゲノムの安定性; 酸性度; 寿命; 環境適応

これまでの研究で、酸性培地で酵母を培養するとゲノムの不安定領域であるリボソームRNA遺伝子（rDNA）が、安定化することを見出している。rDNAの不安定性に影響を与える要因として、１）DNA複製阻害配列での複製の停止、およびその結果生じるDNAの切断、２）非コードプロモーター（E-pro）の転写による姉妹染色分体の乖離、の２つがあげられる。これまでに、予備的ではあるが、酸性条件下ではDNA複製阻害配列での停止頻度に変化はないこと、非コードプロモーター（E-pro）の転写産物量が低下していることを見出していた。そこでデータベースから検出した転写活性に関わるヒストン修飾関連の遺伝子（59個）を選び出し、それらをノックアウトして、酸性条件下でのrDNAの安定性に与える影響を調べた。その結果、いくつかの候補遺伝子を得ることに成功し、中でも１番顕著な、つまり酸性条件下でもrDNAの安定化がみられなくなったrpd3欠損株の解析を中心に行なっている。Rpd3はヒストンの脱アセチル化酵素（HDAC）で、転写の抑制作用をもつことが知られている。作業仮説としてはRpd3が酸性条件下で、E-proの転写を抑制し、rDNAを安定化していると考えられる。当該年度はまず、酸性条件下ではDNA複製阻害配列での停止頻度に変化がないこと、非コードプロモーター（E-pro）の転写産物量が低下していることを、それぞれ二次元アガロース電気泳動法およびノーザン解析で確認した。また、酸性度に依存したRpd3のrDNAへの結合および局在の変化を、クロマチン免疫沈降法を用いて調べた。コロナ禍で研究に用いる資材、特にPCR関連の試薬の入手が困難となるなど、想定外のトラブルが生じ、繰越の上、ようやくクロマチン免疫沈降法を実施することができた。今のところはまだデータが安定しておらず、条件検討を行いながら引き続き解析を継続している。

This research, acid culture, yeast culture, unstable field, RNA gene (rDNA), stable field, etc. The main causes of rDNA instability are: 1) DNA replication inhibition, 2) DNA fragmentation, 3) DNA replication inhibition, 4) DNA fragmentation, 5) DNA replication inhibition, 6) DNA replication inhibition, 7) DNA replication inhibition, 7) DNA replication inhibition, 8) DNA replication inhibition, 9) DNA replication, 9) DNA replication inhibition, 9) DNA replication, 9) DNA replication, DNA Under acidic conditions, the stopping frequency of DNA replication inhibition alignment changed, and the amount of DNA replication products decreased. The stability of rDNA under acidic conditions was modulated by the selection of 59 genes related to rDNA modification activity. The results are as follows: 1. The candidate gene is successfully analyzed, 1. The rDNA is stabilized under acidic conditions, and 3. The analysis center of the damaged plant is in line. Rpd3 is a member of the anti-inflammatory and anti-inflammatory enzymes (HDAC) family. The activity of rDNA was studied under acidic conditions, E-pro inhibition and rDNA stabilization. When the frequency of DNA replication inhibition changes in this year, it is confirmed that the amount of DNA replication products in non-aqueous solutions (E-pro) is lower than that in aqueous solutions. Rpd3 rDNA binding and its biological activity are regulated by immunoprecipitation. It is difficult to start with the materials and special PCR-related assays used in the study, and it is difficult to determine the production, optimization, and implementation of the immunosedimentation method. This is the first time that we've had a problem solving problems.

项目成果

DNA複製阻害時のDNA二本鎖切断修復によるrDNAコピー数制御機構の解明

DNA复制受到抑制时通过DNA双链断裂修复阐明rDNA拷贝数控制机制

• 发表时间: 2021
• 作者: Watanabe Kengo;Morishita Kazuhiro;Zhou Xiangyu;Shiizaki Shigeru;Uchiyama Yasuo;Koike Masato;Naguro Isao;Ichijo Hidenori;Yoshiyuki Fukuda;佐々木真理子
• 通讯作者: 佐々木真理子

小林武彦研究室

小林武彦实验室

寿命延長～老化・長寿命の基盤研究最前線～,

寿命延长：衰老与长寿基础研究前沿，

• 发表时间: 2022
• 作者: 堀 優太郎;小林 武彦
• 通讯作者: 小林 武彦

実験システムとしての酵母 －老化研究を例に

酵母作为实验系统——以衰老研究为例

• 发表时间: 2021
• 作者: Guo Xiaoli;Kimura Atsuko;Namekata Kazuhiko;Harada Chikako;Arai Nobutaka;Takeda Kohsuke;Ichijo Hidenori;Harada Takayuki;Takehiko Kobayashi;Yuma Tani;小林武彦
• 通讯作者: 小林武彦

ゲノム修復から見るゲノム安定性のプロファイル

从基因组修复中看到的基因组稳定性概况

• 发表时间: 2021
• 作者: Takayanagi Saki;Watanabe Kengo;Maruyama Takeshi;Ogawa Motoyuki;Morishita Kazuhiro;Soga Mayumi;Hatta Tomohisa;Natsume Tohru;Hirano Tomoya;Kagechika Hiroyuki;Hattori Kazuki;Naguro Isao;Ichijo Hidenori;黒田 真也;飯田哲史
• 通讯作者: 飯田哲史