Investigation of the new factors regulating transcription-associated DNA double-strand break repair

转录相关DNA双链断裂修复调控新因子的研究

• 批准号: 21H03597
• 负责人: 安原 崇哲
• 金额: $ 11.15万
• 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 (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03597/
• 关键词: 染色体転座; DNA修復; 転写; がんゲノム異常; DSB修復; R-loop; ゲノム安定性; RAP80

ゲノム中の転写領域では、R-loop構造とよばれるDNA-RNAハイブリッド二重鎖と一重鎖DNAからなる特殊な核酸構造を起点としてDNA二重鎖切断（DSB）を正確に修復する。これまでに我々のグループは、S/G2期において転写共役型相同組換え修復がこれらのDSBを正確に修復していることを明らかにしてきた（Yasuhara et al. Cell 2018）。しかしながら、静止期においてこれらのDSBがどのように修復されているかについては分かっていなかった。転写共役型DSB修復に関連する新たな因子として、データベースを用いたスクリーニングから、ユビキチン鎖に結合する分子RAP80を同定した。RAP80欠損細胞ではR-loop構造の不安定化によるゲノム異常の増加が示唆されたため、一重鎖DNA部位の挙動の追跡を行った。その結果、RAP80欠損細胞ではR-loop内の一重鎖DNA部位が不安定化していることが判明した。つまり、RAP80が一重鎖DNAの安定化に寄与することが示された。また、このRAP80によるR-loopの安定化は、特に細胞周期のG1期においてBRCA1, Polθ, LIG1/3などが関与する転写共役型末端結合（TA-EJ）を誘導し、DSBを迅速に修復していることが明らかとなった。これらのことから、転写活性化部位に生じたDSBはR-loopを誘導するが、R-loop内の一重鎖DNAはRAP80の機能によってヌクレアーゼから保護され、TA-EJが転写活性化部位のゲノム安定性に重要な役割を果たしているというモデルが考えられた（Yasuhara et al. Cell Rep 2022）。今年度は転写共役型DSB修復に関連する因子のスクリーニングと、RAP80をDSB部位へ誘導する因子の同定を目指して研究を進めた。

In addition, R-loop structure and DNA double-lock structure in the DNA sequence can be repaired correctly by DNA double-lock cleavage. The same component of the S/G2 phase is repaired correctly by DSB (Yasuhara et al. Cell 2018). The DSB has been revised since its inception. A new factor for DSB repair is determined by the use of RAP80. RAP80 deficient cells are unstable in R-loop structure, and abnormal increase in expression and tracking of DNA sites is observed. As a result, RAP80 was found to be unstable at a double-locked DNA site in the R-loop. RAP80 is a double-lock DNA stabilization system. R-loop stabilization, especially in G1 phase of cell cycle BRCA1, POLθ, LIG1/3 and TA-EJ induction, DSB rapid repair, and DSB recovery DSB and R-loop are induced by TA-EJ and RAP80 in the R-loop. TA-EJ is an important component of TA-EJ in the induction of DSB and R-loop (Yasuhara et al. Cell Rep 2022). This year, the study on the identification of DSB repair related factors, RAP80 and DSB site induction factors was carried out.

项目成果

Genome maintenance by RNA-mediated stress responses

RNA介导的应激反应维持基因组

• 发表时间: 2022
• 作者: 二瓶泰雄;Tomiko Yamaguchi;Takaaki Yasuhara
• 通讯作者: Takaaki Yasuhara

リボソームRNAを足場とした液―液相分離によるゲノム制御機構

以核糖体RNA为支架的液-液相分离基因组控制机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirata Yusuke;Kashiwabara Naoki;Nada Yuki;Inoue Aya;Sato Emiko;Noguchi Takuya;Matsuzawa Atsushi;安原 崇哲
• 通讯作者: 安原 崇哲

染色体転座の発生メカニズムに迫る

探讨染色体易位发生的机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Moran-Valencia Marien;Nishi Kento;Akizuki Shinichi;Ida Junichi;Cuevas-Rodriguez German;Cervantes-Aviles Pabel;安原 崇哲
• 通讯作者: 安原 崇哲

マサチューセッツ総合病院(米国)

马萨诸塞州总医院（美国）

Mechanism of chromosome rearrangement arising from single-strand breaks

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.08.001
• 发表时间: 2021-08-07
• 期刊: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Kot, Palina;Yasuhara, Takaaki;Matsuda, Naoki
• 通讯作者: Matsuda, Naoki