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

• 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

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。

double-strand breaks (DSB) of DNA を, chromosomal construction <s:1> instability を causes <s:1> す due to とな <s:1> うるため うるため, dynamic control of chromosomal <s:1> <s:1> DSB repair に and する homologous recombination: HR professionals <s:1> たら に に に must strive to achieve を results た <s:1> て ると ると ると ると えられる examination えられる. SMC (structural maintenance of Chromosomes) フ ァ ミ リ ー タ ン パ ク qualitative は, chromosome condensation の distribution や DNA replication な ど, hiroo fan な chromosome function の suppression に masato and し て お り, in recent years, HR 経 に お い て も important な "を cut fruit た し て い る こ と が report さ れ て い る. は, DNA damage, this study dependent に 発 now す る SMC タ ン パ ク qualitative で あ る RecN の DSB repair に お け cut を る service detailed analytical し に の suppression of the space between, DNA lock と DSB repair promote の メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る. Yesterday in ま で の research か ら, MMC (マ イ ト マ イ シ ン C) 処 Richard に よ り nuclear others body の fragment the が 観 examine さ れ た recN owe damaged cells に お い て, ア ラ ビ ノ ー ス induced を give っ て recN を 発 now さ せ る と, survival お よ び nuclear others structure が wild-type レ ベ ル ま reply で す る phenomenon を 発 し, iRFN (induced reconstruction of fragmented nucleoids)と named た. Our は, こ れ ま で に be applied し た GFP - RecN を with い た cells inside bureau in の 蛍 light 観 examine に plus え て, rec a mCherry ま た は HU - mCherry と の altogether 発 now に お け る nuclear の others in body structure to construct process detailed analytical し に を た. そ の results, DAPI で dyeing さ れ な い fragment the nuclear others body の ギ ャ ッ プ field は DSB に よ っ て nuclear others body ド メ イ ン tectonic が 壊 れ た こ と で DNA の valued materials が lost わ れ た field で あ る こ と が わ か っ た. さ ら に, rec a and び RecN は こ の ギ ャ ッ で プ field total bureau in し て お り, rec a に よ る HR anti 応 が RecN に よ り again activeness さ れ る こ と で nuclear の others in body structure to build が こ る こ と が わ か っ た.

项目成果

RecNによる核様体再構築メカニズムの解析

RecN分析类核重塑机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 野田俊輔;仁木杏樹;毛谷村賢司;赤沼元気;菱田卓
• 通讯作者: 菱田卓

大腸菌RecNによる核様体の再構築と細胞内局在の観察

大肠杆菌RecN对类核重建和亚细胞定位的观察

• 发表时间: 2022
• 作者: 野田俊輔;仁木杏樹;毛谷村賢司;赤沼元気;菱田卓
• 通讯作者: 菱田卓

DNA損傷ストレスに対する耐性機構がゲノム安定性に及ぼす影響

DNA损伤应激耐受机制对基因组稳定性的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Akane Ohta;Atsushi Kuhara;菱田卓
• 通讯作者: 菱田卓

大腸菌SMC様タンパク質RecNによる断片化した核様体の再構築過程

大肠杆菌SMC样蛋白RecN对片段化核仁的重建过程

• 发表时间: 2022
• 作者: 野田俊輔;仁木杏樹;毛谷村賢司;赤沼元気;菱田卓
• 通讯作者: 菱田卓

大腸菌RecNによる組換え反応促進機能の解析

大肠杆菌RecN促进重组反应功能分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 野田俊輔;赤沼元気;福間一史;桶谷浩之;毛谷村賢司;菱田卓
• 通讯作者: 菱田卓