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Spatial regulation of chromosome organization in DNA double-strand break repair

DNA双链断裂修复中染色体组织的空间调控

基本信息

批准号：
21K06280
负责人：
菱田卓
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Gakushuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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-21K06280/
关键词：
DNA相同組換え DNA二本鎖切断大腸菌 SMCファミリー

项目摘要

DNA二本鎖切断 (double-strand breaks: DSB) は、染色体構造の不安定化を引き起こす要因となりうるため、染色体の動態制御はDSB修復に関与する相同組換え(homologous recombination: HR)経路のはたらきに必須の役割を果たしていると考えられる。SMC（structural maintenance of chromosomes）ファミリータンパク質は、染色体の凝縮・分配やDNA複製など、広範な染色体機能の制御に関与しており、近年、HR経路においても重要な役割を果たしていることが報告されている。本研究は、DNA損傷依存的に発現するSMCタンパク質であるRecNのDSB修復における役割を詳細に解析し、DNA鎖間の空間的制御とDSB修復促進のメカニズムを明らかにする。昨年までの研究から、MMC（マイトマイシンC）処理により核様体の断片化が観察されたrecN欠損細胞において、アラビノース誘導系を使ってRecNを発現させると、生存率および核様体構造が野生型レベルまで回復する現象を発見し、iRFN (induced reconstruction of fragmented nucleoids)と命名した。今年度は、これまでに実施したGFP-RecNを用いた細胞内局在の蛍光観察に加えて、RecA-mCherryまたはHU-mCherryとの共発現下における核様体構造の再構築過程を詳細に解析した。その結果、DAPIで染色されない断片化核様体のギャップ領域はDSBによって核様体ドメイン構造が壊れたことでDNAの統合性が失われた領域であることがわかった。さらに、RecA及びRecNはこのギャップ領域で共局在しており、RecAによるHR反応がRecNにより再活性化されることで核様体構造の再構築が起こることがわかった。

DNA double-strand breaks (DSB) are responsible for the instability of chromosome structure, the dynamic control of chromosomes, and the same recombination (HR). SMC (structural maintenance of chromosomes) is a very important component of chromosome quality, chromosome condensation, distribution of DNA replication, regulation of chromosome function, and in recent years, the HR system has been in the process of developing important chromosome results. This study provides a detailed analysis of the processes involved in the discovery of DNA damage dependence on SMC and RecN in DSB repair, and clarifies the control of space between DNA locks and the promotion of DSB repair. In the past few years, MMC treatment has been used to detect the fragmentation of nuclei, detect the occurrence of recN in defective cells, detect the failure of induction system, detect the survival rate and recovery of nuclear structure from wild-type DNA, and name iRFN (induced reconstruction of fragmented nucleotides). This paper analyzes in detail the reconstruction process of nuclear structure in the process of light observation, light addition, light absorption and light absorption in the cellular structure. DAPI staining results in fragmentation of the nucleus and the domain of the nucleus and the structure of the DNA. RecA, RecN, RecN, RecA, RecN, RecA, RecN, Rec