細胞修復制御研究分野

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Research Activities
Research Institute for Radiation Biology and Medicine
PNA-FISH法を用いた放射線による染色体異常の検出
紫外線レーザーマイクロ照射によるゲノム修復蛋白質RAD51蛋白質（緑）
の集
積を用いて核内に書かれた文字
contrast images of three fibroblast nuclei taken prior to microirradiation. (B)
immunocytochemical detection of Rad51 (green).
（J. Microsc. 209, 71-75（2003）
より引用）
Figure 2 Letter-like patterns irradiated in human fibroblast cell nuclei. (A) Phase
図 2
FISH using telomere/centromere PNA probes.
（Radict Res 177, 533–538（2012）
より引用）
Figure 1 Chromosome aberrations in metaphase spreads detected by Giemsa staining and
図 1
物学的評価法や治療法、
がんの新しい診断法や治療法の開発に取り組んでいる。
（図４）
。
さらに、
これらの研究から得られた知見をもとに、学内外の様々な研究グループとの共同研究を通して、放射線障害の新しい生
マチン免疫沈降法など生化学的手法を用いることで、放射線などによるゲノム障害を細胞が修復するメカニズムの解明を進めている
視化するためのマルチカラー免疫蛍光抗体法を確立してきた
（図２、
３）
。現在、
このような最新のバイオイメージング技術とともに、
クロ
は、細胞核の限局した領域にDNA二本鎖切断を誘導することが可能な紫外線レーザーマイクロ照射法や、多数の蛋白質を同時に可
当研究分野は、染色体転座の形成機構を明らかにするため、
ゲノム修復システムの制御機構に着目して研究を進めている。我々
生化学的あるいは遺伝学的解析が飛躍的に進んでいる。
しかし、
染色体転座形成の分子メカニズムについては不明な点が多い。
唆されている。近年、放射線障害におけるヒト細胞のゲノム修復機構に関連する様々な因子が同定され、
ゲノム修復システムについて
紫外線レーザーマイクロ照射によりRAD51 SUMO interacting motif
（SIM）
がRAD51の損傷領域への集積に必要であることが明らかになった。
抗がん剤エトポシド処理によるゲノム修復蛋白質RAD51のMLL遺伝子染色体転座切断点集中領域（BCR）
への結合。RAD51抗
体を用いたクロマチン免疫沈降法により、ネガコン
（Con）、エトポシド処理直後（VP）
、エトポシド処理30分後のATM欠損細胞
（BIVA）
とATM正常細胞（11-4）
でのBCRへのRAD51を検討した。エトポシド処理後のBIVA細胞では、BCRへのRAD51の過剰結
合が認められた。
dependent accumulation of RAD51.
EGFP fluorescence signals in GM0637 cells transfected with
pEGFP-NLS, pEGFP-NLS-RAD51 (WT), pEGFP-NLS-RAD51-AAAS
(AAAS) or pEGFP-NLS-RAD51-V264K (V264K) expression vectors were
examined at 1 hour after UVA microirradiation. EGFP, γH2AX and DNA
(Hoechst) are shown in green, red and blue, respectively, in the
merged images. Arrows indicate the accumulation of EGFPNLS-RAD51 at the microirradiated sites.
（J. Cell. Sci, 126, 5284-5292（2013）
より引用）
Figure 3 The SIM domain of RAD51 is required for the DNA-damage-
図 3
Research Institute for Radiation Biology and Medicine
ChIP analysis of ATM-deficient BIVA and ATM-proficient 11-4 cells was performed with anti-RAD51 antibodies, immediately
after etoposide (VP), or vehicle (Con) exposure, and 30 min after recovery in normal medium (w30). DNA was analyzed by
real-time PCR using the primers for BCR in the MLL gene (t2, t4, bbt56, bt56, t56 and in14) and that for a control region in
the -βglobin gene (βG). Values represent the means + SE from five independent experiments.
（PLoS One 5. e13554.（2010）
より引用）
Figure 4 Binding of RAD51 to breakpoint clustering region in the MLL gene after etoposide treatment.
図 4
development of a new system for the biological dosimetry.
organization of DNA damage response in human cell nuclei (Fig. 4). We are also applying these findings and techniques for the
bioimaging techniques including the laser-UVA-microirradiation system and biochemical procedures, we are studying the dynamic
irradiation of living cells and immediate starting of the live cell observation after induction of DSBs (Fig. 3). Using recently developed
semi-automatic system for laser-UVA-microirradiation based on a laser scanning microscope (Fig. 2). The system allows the precise
To gain insight into the dynamic changes that cell nuclei undergo in response to DNA damage, we have developed a
its role in the regulation of DNA repair machinery are still unclear.
transcription, replication and DNA repair. Although, the change of higher order nuclear architecture in response to DNA damage and
of evidence suggest that the higher order architecture of the eukaryotic cell nucleus involves in the regulation of nuclear functions,
DNA repair lead to genetic alteration like chromosome translocations which can cause malignant transformation (Fig.1). Several lines
異常が誘導される。
このようなゲノム異常が蓄積することが、原爆被爆者やがん治療経験者などの発がんに寄与している可能性が示
Satoshi TASHIRO, M.D., Ph.D.
Jiying SUN, M.D., Ph.D.
Yasunori HORIKOSHI, Ph.D.
１）
。通常、損傷DNAは細胞に備わった修復機構により元通りに修復されるが、修復エラーが発生した場合は染色体転座などのゲノム
● Professor
● Lecturer
● Assistant Professor
Ionizing irradiation and chemical agents like anti-cancer drugs can induce DNA damage including DNA double strand breaks
授田代聡
師孫継英
教堀越保則
(DSBs), major threats to the genomic integrity of cells. Although eukaryocytic cells have multiple pathways to repair DSBs, errors in
●教
●講
●助
http://home.hiroshima-u.ac.jp/cellbio/saito/Welcome.html
TEL 082-257-5818
放射線障害機構研究部門 Division of Radiation Biology
原爆などの放射線被ばくや抗がん剤などの化学物質への暴露により、
ゲノムをコードしている染色体DNAに損傷が誘導される
（図
Department of Cellular Biology
細胞修復制御研究分野
研究活動の概要
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