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助成番号 171051
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）
研究テーマ（和文） ＡＢ

細胞老化が複製阻害時の DNA 二重鎖切断修復に及ぼす影響

研究テーマ（欧文） ＡＺ

Understanding the influence of cellular aging on the repair of replication-associated DNA
double-strand breaks

研究氏
代表名
者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ姓）ササキ名）マリコ

研究期間 Ｂ

２０１７

漢字 ＣＢ

佐々木真理子報告年度 ＹR

２０１９ 年

ﾛｰﾏ字 ＣＺ Sasaki

Mariko

研究機関名

東京大学

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名～ ２０１９年

定量生命科学研究所（旧：分子細胞生物学研究所） 助教

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
細胞は分裂を重ねるとともに老化し、一定回数分裂すると増殖が止まる。細胞老化は個体の老化を促進し、癌などの高齢者特有の疾患を引き起こすと考えられている。しかし、細胞老化の分子機構はまだ十分に理解されていない。先行研究から、細胞は分裂を重ねるに連れて DNA 二重鎖切断を修復する能力が低下し、ゲノム安定性が破綻することによって寿命を迎えるという仮設がたてられた。本研究ではこの仮設を検証することによって、細胞老化の分子機構の糸口をつかむことを目指した。細胞周期において、DNA 二重鎖切断は DNA 複製阻害が起こりやすい S 期でもっとも頻繁にできる。しかしこれまで複製阻害時の DSB を DNA レベルで解析することができなかったため、細胞老化と複製阻害時の DSB 修復との関係を調べることができなかった。申請者は、先行研究において複製阻害時の DSB が頻繁に生じることが知られていた出芽酵母のリボソーム RNA（rDNA）領域を用いて、DSB の修復過程を解析する実験系を確立した（Sasaki and Kobayashi, Molecular Cell 2017）。本研究課題ではこの実験系を用いて、老化した細胞と若い細胞において DSB 修復効率を比較し（研究目標１）、さらに細胞老化を制御することが知られているサーチュイン遺伝子がDSB 修復に与える影響を調べることを目指した（研究目標２）。研究目標１に関しては、老化した細胞と若い細胞を濃縮させる実験系の条件検討に予想以上の時間を要したため、DSB 修復効率の比較実験を行うことができなかった。しかし、研究目標２において酵母のサーチュイン遺伝子 sir2 欠損株において DSB 解析実験を行ったところ、この因子がDSB 修復を制御することが示唆された。今後の研究において、サーチュイン遺伝子の作用機序を明らかにする予定である。

キーワード ＦＡDNA 複製阻害DNA 二重鎖切断

細胞老化（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号-1-

サーチュイン遺伝子

発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）
論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ
著者名 ＨＡ

図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ

欧文概要 ＥＺ
Cellular senescence can promote organismal aging. However, the molecular mechanisms that cause and regulate cellularsenescence remain largely unknown. In this research proposal, I aimed to test the hypothesis proposed from previous
studies that cells lose the ability to ensure proper repair of DNA double-strand breaks as they become older. During cellcycle, DNA double-strand breaks form most frequently during S phase as a consequence of replication inhibition. Therepair mechanisms of replication-associated DNA double-strand breaks, however, are poorly understood. In my previous
study, I succeeded in establishing the experimental system to analyze repair of DNA double-strand breaks that are formedat the replication fork barrier sites in the budding yeast ribosomal RNA (rDNA) sequence (Sasaki and Kobayashi,
Molecular Cell 2017). In this research proposal, I aimed using this system (i) to compare the repair efficiency ofreplication-associated DNA double-strand breaks between young and old budding yeast cells and (ii) to examine theinvolvement of the aging gene, known as Sirtuin, in the repair of DNA double-strand breaks. I could not make sufficient
progress in Aim (i) because I had difficulties optimizing the methods to enrich young and old cells. In Aim (ii), I
performed DSB analysis in the absence of Sirtuin (Sir2 in budding yeast) and found that Sirtuin is likely to play a role inregulating repair of replication-associated DNA double-strand breaks. In future studies, I will aim to understand themolecular mechanisms by which Sirtuin regulate DNA double-strand break repair.

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