放射線誘発DNA二本鎖切断に応答する53BP1の超高解像度３次元動態解析

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放射線照射によって生じる生体傷害の中で、DNA二本鎖切断（DSB：DNA double strand break）は細胞運命決定に影響を与えうる重篤な損傷の一つである。申請者の研究グループは超高解像度蛍光顕微鏡3D-SIM（OMX）を有し、これまで多くのDSB修復分子の超高解像イメージング解析を行ってきた。申請者らが超高解像度解析を行う中で、DSB近傍に集積する修復分子である53BP1は、ヌクレオソームが100-200 nmの大きさで凝集するクロマチンドメインに密集していることを発見している（この構造体を53BP1ナノドメインと呼ぶ）。53BP1ナノドメインは単一のDSBに対して複数個存在するが、これらナノドメインがDSB修復に果たす役割は未だ明らかにされていない。そこで本研究では、53BP1ナノドメインを超高解像イメージにより３次元動態的に解析することで、その生理的意義を解明することを目的とする。申請者は前年度に構築した53BP1ナノドメイン間の距離を測定するための実験系を用いて、放射線照射後の時間依存的な53BP1ナノドメインの３次元動態変化を検討した。X線1 Gy照射0.5時間後では53BP1 fociは観察されるが、24時間後ではDSBが修復されるため、ほとんど観察されない。そのため、53BP1ナノドメインが観察可能な10 Gy照射24時間後の条件と1 Gy照射0.5時間後の条件を比較した。1 Gy照射0.5時間後と比較して、10 Gy照射24時間後では53BP1 fociのサイズが大きく、ナノドメインの数は多かった。一方で、両条件で53BP1ナノドメイン間距離の指標であるDPS-midの値に有意な変化は認められなかった。そのため、DSB後の時間に関わらず、53BP1ナノドメイン間の距離は維持されることが示唆された。