Elucidation of spatiotemporal control mechanism of dead cell DNA degrading enzymes by phase separation

通过相分离阐明死细胞 DNA 降解酶的时空控制机制

• 批准号: 21K07086
• 负责人: 水田 龍信
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 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-21K07086/
• 关键词: DNase1L3; DNase γ; DNase１; Histone H1; 相分離; ヘテロクロマチン

DNase γ (別名DNase1L3)はDNase１ファミリーに属するDNA分解酵素で、DNase１とともに血流中に存在する。漏出したクロマチンはまずDNase γで大きく切断され、次にDNase１で細かく裁断されるが、その時間的・空間的使い分けのメカニズムは不明であった。最近、「相分離」という概念が知られるようになり、クロマチンもその構成タンパク質であるHistone H1によって形成された相分離液滴であることが分かってきた。Histone H1と同様にDNase γにも相分離タンパク質に特有のアミノ酸配列がある。そこで、DNase γは相分離クロマチンへの親和性が高く、これがDNase γとDNase１の使い分けに反映されているという仮説を立てた。本研究では、この仮説の検証と、各遺伝子改変マウスを用いて、DNase γとDNase１、そしてアポトーシス特異的なDNA分解酵素CADの生体内での役割の解明を目指している。我々はこれまでにDNase γとCADが血流中に存在するDNAすなわちcell-free DNA （cfDNA）の生成に関与することを明らかにしている。cfDNAは死細胞由来でネクローシスの場合は主にDNase γが、アポトーシスの場合はCADとDNase γがその生成に関与する。しかしながらCAD、DNase γ遺伝子の二重欠損マウスでも微量のcfDNAが検出された。そこで2022年度に CAD、DNase γ、DNase 1遺伝子の三重欠損マウスを用いて検討を行い、DNase 1もcfDNAの生成に関与することを見出した。さらに、以前よりDNase γ活性とがん患者の予後の関連性が報告されていた。そこで担癌マウスを作成したところ、DNase γ遺伝子欠損マウスでは野生型マウスに比べて腫瘍の増殖が速く、DNase γ活性と抗腫瘍効果の関連性を確認した。

DNase γ (alias DNase1L3) is a DNA lytic enzyme that belongs to DNase1 and is present in the bloodstream. Dnase γRecently, the concept of "phase separation" has been known to form a phase separation droplet. Histone H1 and DNase γ-phase separation The affinity of DNase γ and DNase 1 is high, and the affinity of DNase γ and DNase1 is high. In this study, we investigated the role of DNase γ, DNase1 and DNase 2 in the identification of DNA cleavage enzymes in vivo. DNA is present in the bloodstream, and cell-free DNA (cfDNA) is present in the bloodstream. cfDNA is related to the generation of DNase γ in the case of cell origin, DNase γ in the case of cell death, and DNase γ in the case of cell death CAD, DNase γ-DNA and DNA are found in small amounts. In 2022, we will discuss the use of CAD, DNase γ, and DNase 1 genes in triple loss analysis, and the relationship between DNase 1 and cfDNA generation. The relationship between DNase γ activity and patient outcome was reported. The relationship between DNase γ activity and tumor resistance was confirmed.