篠原 美紀 (シノハラ ミキ)

  • 農学部 生物機能科学科 教授/図書館長
Last Updated :2022/06/16

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  • コメント

    放射線等で細胞内のDNAが傷ついた時にどのように修復されるか?また、その修復がうまくいかないときに細胞のがん化が起こる仕組みについて分子生物学的な内容。

研究者情報

学位

  • 博士(医学)(1998年03月 大阪大学)

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J-Global ID

プロフィール

  • 1992年 大阪大学理学部生物学科

    1994年 大阪大学大学院理学研究科前期課程

    1998年 大阪大学大学院医学研究科博士課程

    1996年 日本学術振興会特別研究員DC

    1998年 日本学術振興会特別研究員PD

    1998年 シカゴ大学放射線腫瘍学部HFSPフェロー

    2001年 広島大学原爆放射線医科学研究所助手

    2004年 大阪大学蛋白質研究所助教

    2007年 大阪大学蛋白質研究所准教授

    2017年 現職

現在の研究分野(キーワード)

    放射線等で細胞内のDNAが傷ついた時にどのように修復されるか?また、その修復がうまくいかないときに細胞のがん化が起こる仕組みについて分子生物学的な内容。

研究分野

  • ライフサイエンス / 遺伝学
  • ライフサイエンス / 分子生物学

経歴

  • 2017年 - 現在  近畿大学農学部教授
  • 2007年 - 2017年  大阪大学蛋白質研究所准教授
  • 2004年 - 2007年  大阪大学蛋白質研究所助教
  • 2001年 - 2004年  広島大学原爆放射線医科学研究所助手
  • 2000年 - 2001年  株)WDB派遣研究員
  • 1998年 - 2000年  シカゴ大学放射線腫瘍学部HFSP客員研究員
  • 1998年 - 1998年  国立遺伝学研究所日本学術振興会特別研究員 PD
  • 1996年 - 1998年  大阪大学大学院医学系研究科日本学術振興会特別研究員 DC

学歴

  • 1994年04月 - 1998年03月   大阪大学   大学院医学系研究科 博士課程   生理系専攻
  • 1992年04月 - 1994年03月   大阪大学   大学院理学研究科 前期課程
  • 1988年04月 - 1992年03月   大阪大学   理学部   生物学科

所属学協会

  • 日本遺伝学会   日本分子生物学会   日本ゲノム編集学会   日本癌学会   日本放射線影響学会   

研究活動情報

論文

書籍

  • 細胞周期フロンティア
    佐方功幸; 稲垣昌樹; 岸本健雄 (担当:共著範囲:)共立出版 2010年11月

講演・口頭発表等

  • 松嵜 健一郎; 森田 一世; 篠原 美紀
    日本遺伝学会​ 第93回大会 2021年09月 口頭発表(一般)
  • Miki Shinohara
    第43回⽇本分⼦⽣物学会年会シンポジウム 2020年12月 シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
  • DNA二本鎖切断修復の正確性を保証する分子メカニズム  [招待講演]
    松嵜健一郎; 森田一世; 篠原美紀
    日本遺伝学会第92回大会、熊本大学 2020年09月 シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
  • 篠原美紀
    Chromosome Dynamics 2019, FMI, Basel, Switzerland 2019年12月 口頭発表(招待・特別)
  • 鈴木拓弥; 浜野有希; 松嵜健一郎; 篠原美紀
    第42回日本分子生物学会年会 2019年12月
  • 森田一世; 篠原美紀
    影響学会第62回大会, 京都大学吉田キャンパス 2019年11月 口頭発表(一般)
  • DNA損傷チェックポイント因子の減数分裂期組換え制御における機能  [招待講演]
    篠原美紀
    第42回日本分子生物学会年会 WS「染色体配列や細胞のダイバーシティに適応した精巧かつ柔軟なゲノム安定性維持機構」 2019年11月 口頭発表(招待・特別)
  • PP4 is involved in meiotic axis formation in a Mec1/Tel1-independent manner  [通常講演]
    Miki Shinohara; Ke Li
    EMBO Workshop on Meiosis, La Rochelle, France 2019年08月 ポスター発表
  • DNA damage response clamp loader Rad24(Rad17) and Mec1(ATR) kinase have distinct functions in regulating meiotic crossovers  [招待講演]
    篠原美紀
    International symposium for Female Researchers in Chromatin Biology 2019, RIKEN CDB, Kobe 2019年06月 口頭発表(招待・特別)
  • Miki Shinohara
    Chromosome stability 2018, Bengaluru, India 2018年12月
  • DSB修復における非相同末端結合の制御機構とゲノム編集  [招待講演]
    篠原 美紀
    日本ゲノム編集学会 第3回大会 2018年06月 口頭発表(招待・特別)
  • 出芽酵母における減数分裂特異的な組換チェックポイントメディエーター因子Mek1の分子メカニズムの解明  [通常講演]
    浜野 有希; 篠原 美紀
    日本分子生物学会第40回年会, ConBio2017 2017年12月 ポスター発表
  • ヒト分裂期細胞におけるゲノム安定化維持と不正確な修復の誘導メカニズム  [招待講演]
    篠原 美紀
    ConBio2017 シンポジウム 2017年12月 口頭発表(招待・特別)
  • Xrs2 のFHAドメインはTel1/ATMの活性化を介してKuの解離を促進することでNHEJの正確性を保証する  [通常講演]
    篠原 美紀; 岩﨑 大地; 林原 加代子
    日本放射線影響学会 第60回大会 2017年10月 ポスター発表
  • M期細胞における不正確なNHEJ経路の誘導メカニズム  [招待講演]
    篠原 美紀
    第89回日本遺伝学会大会 2017年09月 口頭発表(招待・特別)
  • 高発がん性遺伝病の分子病態の解明を目指して〜出芽酵母の分子遺伝学的アプローチ〜  [招待講演]
    篠原 美紀
    第83回酵母研究会講演会 2017年09月 口頭発表(招待・特別)
  • Synapsis-dependent meiotic CO control in long-sized chromosome  [通常講演]
    SHINOHARA Miki; HIGASHIDE Mika
    EMBO conference Meiosis, Oxford UK 2017年08月 ポスター発表
  • 不正確なNHEJ経路の誘導・抑制メカニズム.  [通常講演]
    篠原 美紀; 孫 筱丁; 谷郷 花圭
    第2回ゲノム編集学会 2017年06月 ポスター発表
  • Eviction of Ku from single-stranded DSB ends through Tel1/ATM activity is essential to ensure NHEJ fidelity.  [招待講演]
    篠原 美紀
    第39回日本分子生物学会年会 シンポジウム 2016年11月 口頭発表(招待・特別)
  • Eviction of Ku from single-stranded DSB ends through Tel1/ATM activity is essential to ensure NHEJ fidelity.  [招待講演]
    篠原 美紀
    The 10th International 3R Symposium 2016年11月 口頭発表(招待・特別)
  • The MRX complex ensures NHEJ fidelity through Xrs2-FHA–dependent Tel1 activation  [通常講演]
    篠原美紀; 岩﨑大地; 林原加代子
    第88回日本遺伝学会大会 2016年09月 口頭発表(一般)
  • Double-strand break repair-adox: restoration of suppressed double-strand break repair during mitosis induces genomic instability in human cells  [招待講演]
    篠原 美紀
    International Symposium on Structure and Folding of Disease Related Proteins 2015年12月 口頭発表(招待・特別)
  • The MRX/N complex ensures DSB repair fidelity through multiple pathways including Xrs2-FHA–dependent Tel1/ATM activation  [招待講演]
    篠原 美紀
    RSC-IPR joint Symposium, Protein Structure and Function 2015年11月 口頭発表(招待・特別)
  • Mitosis-specific phosphorylation of XRCC4 maintains genome stability by suppression of DNA damage repair  [招待講演]
    Terasawa, M; Shinohara, M
    第74回日本癌学会学術総会 国際シンポジウム 2015年10月 口頭発表(招待・特別)
  • The MRX complex ensures NHEJ fidelity through multiple pathways including Xrs2-FHA–dependent Tel1 activation  [通常講演]
    岩崎大地; 篠原美紀
    日本遺伝学会第87回大会 2015年09月 口頭発表(一般)
  • Double-strand break repair-adox: restoration of suppressed double-strand break repair during mitosis induces genomic instability  [通常講演]
    篠原 美紀
    The 15th International Congress of Radiation Research 2015年05月 口頭発表(一般)
  • Restoration of suppressed double-strand break repair during mitosis through Cdk1 and Plk1 induces genomic instability  [招待講演]
    篠原 美紀
    蛋白研セミナー”Nuclear Organaization and actin-dependent mechanisms in genome stability” 2015年05月 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
  • Canonical non-homologous end joining in mitosis induces genome instability and is suppressed by M-phase-specific phosphorylation of XRCC4 via CDK1 and PLK1  [招待講演]
    篠原 美紀
    The 9th 3R International symposium 2014年11月 口頭発表(招待・特別)
  • 不正確な末端結合におけるXrs2/Nbs1のFHAドメインとTel1/ATMの機能  [招待講演]
    篠原 美紀
    日本放射線影響学会シンポジウム 2014年10月 口頭発表(招待・特別)
  • M期染色体上でのDSB修復はゲノム不安定化を促進し、XRCC4のCDKおよびPLK1依存的なM期特異的リン酸化によって抑制される  [招待講演]
    篠原美紀; 寺澤匡博
    日本遺伝学会第86回大会ワークショップ 2014年09月 口頭発表(招待・特別)
  • Canonical NHEJ on mitotic chromosome induces genome instability and is suppressed by XRCC4 through M-phase phosphorylation by CDK  [招待講演]
    篠原 美紀
    The 9th International Symposium of the Institute Network 2014年06月 口頭発表(招待・特別)
  • 減数分裂期組換え制御におけるATM/ATRキナーゼシグナルの機能  [招待講演]
    篠原 美紀
    蛋白研セミナー「キナーゼ・シグナリング研究の進展」 2014年03月 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
  • DNA double-strand breaks chase  [通常講演]
    篠原 美紀
    Seminer in Academia Sinica 2014年02月 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
  • DNA末端の単鎖化と不正確な末端結合によるDNA二重鎖切断修復とその機能  [招待講演]
    篠原美紀; 岩崎大地; 寺澤匡博
    分子生物学会第36回年会ワークショップ 2013年12月 口頭発表(招待・特別)
  • A coordination mechanism between chromosome segregation and regulations of DSB repair pathways during mitosis  [通常講演]
    篠原 美紀; 寺澤匡博
    第72回日本癌学会学術総会シンポジウム 2013年10月 口頭発表(招待・特別)

MISC

受賞

  • 2015年07月 大阪大学 総長顕彰
     
    受賞者: 篠原 美紀
  • 2008年03月 大阪大学 教育・研究功労賞
     
    受賞者: 篠原 美紀
  • 2007年09月 日本遺伝学会 奨励賞
     
    受賞者: 篠原 美紀
  • 1998年 ヒューマンフロンティア サイエンスプログラム HFSP Long-term fellow awards
     
    受賞者: 篠原 美紀

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    研究期間 : 2019年06月 -2022年03月 
    代表者 : 篠原 美紀
  • 分裂期染色体特異的なDNA損傷修復抑制と自然免疫応答の連携メカニズムの解明
    公益財団法人 武田科学振興財団:2020年度 武田科学振興財団生命科学研究助成
    研究期間 : 2020年09月 -2022年03月 
    代表者 : 篠原美紀
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    研究期間 : 2015年06月 -2020年03月 
    代表者 : 篠原 彰; 篠原 美紀; 吉田 佳世
     
    染色体が調和して機能する仕組みを染色体オーケストレーションシステム(染色体OS) と呼び、精子、卵子などの配偶子形成に必須な減数分裂では染色体OSがより劇的に変化する。減数分裂期には染色体3D構造が大きく変化するだけでなく、染色体を場として組換えなどの様々なDNA代謝反応が“制御された形”で起き、その制御プラットフォームが染色体OSであると考えられる。本計画研究は減数分裂期染色体を染色体OSのモデル系として捉え、減数分裂期染色体構造、特にその基盤となる染色体軸―ループ構造と機能を理解し、減数分裂期特異的染色体上で起きる減数分裂期組換えの制御の分子メニズムを明らかにすることを目的とする。2018年度では、染色体構造とその上で起こる組換えの連携の分子メカニズムを解明することを目標とし、超解像度蛍光顕微鏡を使用して、減数分裂期の染色体構造、特に高次構造(軸―ループ構造)を、減数分裂期染色体の軸構成要素であるコヒーシンの局在を解析した結果、減数第一、第二分裂期に起こる切断とは異なる、切断に依存しない仕組みで、コヒーシン複合体が染色体から減数分裂第1分裂後期で解離すること、その解離には特異的なリン酸化酵素Polo-likeキナーゼ(PLK)が必要であることに加えて、Dbf4依存性Cdc7キナーゼ(DDK)が必要であり、この2つのキナーゼの協調的は働きにより、コヒーシン制御因子の1つWAPL(Rad61)とRec8がリン酸化されることが、この解離に必要であることを見出した。また、この切断非依存性のコヒーシンの解離に伴い、染色体がコンパクトに凝集する構造変換が起こることも分かった。この染色体構造変換は、染色体分配に必須のキアズマ(相同組換え)形成と関連すると考えられる。減数分裂期の染色体構造形成に関しての新しいメカニズムを提示できる可能性が高い。
  • ひょうご科学技術協会:ひょうご科学技術協会研究助成
    研究期間 : 2019年04月 -2020年03月
  • M期における特殊なDSB修復制御によるゲノム安定性維持機構の解明
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2016年04月 -2017年03月 
    代表者 : 寺澤 匡博; 篠原 美紀
     
    M期では他の細胞周期と異なり、DSB(DNA二重鎖切断)修復が起こると大きなゲノムの不安定化をひきおこし、これを積極的に抑制する機構があることがわかってきた。申請者は非相同末端結合因子XRCC4のリン酸化を介したDSB修復抑制機構を明らかにしてきた。さらにXRCC4を破壊すると細胞分裂に影響する予備データを得ていた。本研究ではさらに分子レベルでの機構解明へと研究を深め、XRCC4のリン酸化の分子機構を明らかにすること、またこの時期わずかに起こるDSB修復の塩基レベルでの解析を行いこの修復の意義を理解すること、さらにDSB修復因子と細胞分裂との関わりを明らかにし、この時期の特殊な修復機構と連携した正確に染色体を分配する仕組みによる新規ゲノム安定性維持機構を明らかにすることを目的とした。本年度、XRCC4のリン酸化の分子機構を明らかにするために生化学的な解析のセットアップ、M期に起こるDSB修復の検出系を作製したが退職のため発表に十分なデータを得ることができなかった。
  • 新規DNA二重鎖切断導入系を用いた染色体不安定化モデルの構築
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    研究期間 : 2010年 -2012年 
    代表者 : 篠原 美紀
     
    DNA二重鎖切断(DSB)はDNAの両鎖の遺伝情報が失われることから最も重篤なDNA傷害のひとつである。また、ヒトでDSB修復に関わる蛋白質(Nbs1, Mre11, LigaseIV)が機能しなくなると高発がん性遺伝病となることから、DSBが染色体不安定化の引き金となると考えられる。DSBは組換え修復によって修復されるが、ヒト細胞内における組換え過程を理解する上で、障壁となっているのが、高等真核生物においてDSB修復の素過程の分子メカニズムを解析するための優れた系が存在しないことである。そこで、我々はその問題を解決するために新規のDSB導入・検出法を開発しそれを用いてヒトでの組換え修復の素過程の理解にむけた研究を行う。 今年度は、「制限酵素を用いたDNA切断導入法の確立」を主たる目的として、制限酵素の細胞内への導入方法について条件検討を行った。また、人工的に導入されるDSBの分布をハイスループットDNAシーケンスによって同定するための効率の良いDSB末端の回収方法について条件検討を行った。その結果、全ての染色体由来のDSB断片を効率よく回収することに成功した。今後は回収したDSB断片の塩基配列を決定し、ゲノム上にマッピングを行うことでDSBの導入される頻度を明らかにする。また、制限酵素によって導入されたDSB末端における、既知の修復タンパク質(γH2AX、Rad51など)の会合状態について調べるために間接蛍光抗体法の条件について改良を行った。その結果、界面活性剤と固定剤で細胞を処理することでクロマチン上の修復タンパク質の検出感度を上げることができた。
  • CDK1によるリン酸化を介した細胞周期依存的DSB修復制御機構
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 特定領域研究
    研究期間 : 2010年 -2011年 
    代表者 : 篠原 美紀
     
    染色体安定維持機構において最も重要なポイントは単鎖DNA形成のコントロールである。DNA二重鎖切断(DSB)修復経路はNHEJと相同組換え(HR)の二つが主たる経路であるが、エラーフリーの修復系であるHRではDSB末端の単鎖化というリスクが伴う。そのリスクを以下に最小にするかが染色体安定維持機構における重要点である。我々はこれまでHRを主な修復系とするS/G2期において、NHEJ因子がDSB末端において単鎖DNA形成を抑制しており、その制御にCDK1の活性が重要な機能を果たすことを明らかにしてきた。 我々の知見はG1期の修復においてのみ重要とされて来たNHEJのS/G2期での新しい機能の可能性とDNA傷害修復の新しい制御メカニズムを提唱するものである。ここでは、NHEJ因子がどのようにDSB末端の単鎖化を制御しているのか明らかにする。 1.NHEJ因子LiflのCDKによるリン酸化の機能の解明 今までの解析から、NHEJに必須のDNAリガーゼIV複合体のサブユニットのLiflの変異株ではHRの開始反応であるDSBの単鎖化の開始が遅れることを明らかにした。単鎖化の開始はSae2タンパク質が、担っていることから、Liflタンパク質とSae2タンパク質の相互作用について解析を行ったところ、両者は物理的に相互作用することを明らかにした。そこで、その相互作用部位を特定したところC末端領域の種間で保存されている領域が必要であった。しかし、単鎖化の活性に必要なドメインとは重なっていなかったことから、相互作用に欠損を示すsae2変異株を作成し、DSB末端の単鎖化のスピードについて解析を行ったところ野生株と比較して単鎖化が遅れることを明らかにした。つまりNHEJ因子とHRの開始因子であるSae2がDSB末端で相互作用することが効率の良いDSBの単鎖化に必要であることを示唆している。
  • SCF(cdc4)ユビキチンリガーゼによる染色体形成制御
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 特定領域研究
    研究期間 : 2009年 -2010年 
    代表者 : 篠原 美紀; 篠原 彰
     
    減数分裂期の大きな特徴のひとつは、染色体の構造が大きく変化し,また、ダイナミックな運動を伴うことである。中でもシナプトネマ複合体(synaptonemal complex;以下SC)は、減数分裂期特有の染色体構造であり,酵母からヒトまで広く保存された染色体構造である体細胞期に必須の役割を果たすSCFの減数分裂期における機能を知るために、減数分裂期特異的にSCFのサブユニット(Cdc53)の発現を抑制する株を作成して解析を行った。その結果、シナプトネマ複合体形成に欠損がみられ、特に軸構造の構成因子Rec8の局在に異常が見られた。Rec8は減数分裂期特異的なコヒーシンのサブユニットであり、その体細胞分裂期のカウンターパートはScclである。減数分裂期に入るとScclからRec8に置き換わるが、そのしくみはわかっていない。Rec8の局在が異常であったことから、Scclが減数分裂期染色体に残存している可能性について検討したがScclの局在は観察されなかった。この結果から、SCF変異株では姉妹染色体接着が完全ではない可能性が示唆された。 一方、SCFによるユビキチン化の多くはサイクリン依存的キナーゼ(CDK)に依存して起こることが知られている。そこで、CDK活性がシナプトネマ複合体形成に必要かどうか、ATPアナログ高感受性CDC28変異株、cdc28-aslを用いて解析を行った。その結果、CDKによるリン酸化はシナプトネマ複合体形成に必須であることが明らかとなった。これらの結果から、CDKによるリン酸化とそれに依存したSCFによるタンパク質のユビキチン化がシナプトネマ複合体形成の特に軸構造の形成過程に重要な機能を担っていると考えられる。
  • パキテンチェックポイントにおけるヒストン修飾の機能
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 特定領域研究
    研究期間 : 2009年 -2010年 
    代表者 : 篠原 美紀; 篠原 彰
     
    生殖細胞形成の大きな目的は次世代へのゲノム情報を伝える1倍体の配偶子を作ることである。配偶子は減数分裂を経て形成されるが、中でも減数第一分裂では組換えが高頻度で起き、染色体もシナブトネマ複合体(SC)を形成することで、相同染色体の分配を促進している。近年SCが出来るパキテン期が減数分裂期の細胞周期の進行に大切な役割を果たすことが注目されている。特にパキテン期は染色体形態形成、組換えの状態をモニターし、減数分裂期の進行を保証するチェックポイントがある。しかし、その実体についてはほとんど分かっていない。さらに興味深いのがこのcheckpointにヒストンH3 K79(ほ乳類ではK76)のメチル化酵素Dotlが関わることである。また、Dotlは減数分裂期組換えの開始であるDNA2重鎖切断の形成にも関わることが知られている。本研究ではSetl,Dotlの新しい機能として減数分裂期特異的染色体構造であるシナプトネマ複合体に関わること,特に染色体の軸構造形成に重要であることを明らかにした。シナプトネマ複合体にヒストンの修飾、あるいはこれらメチル基転移酵素による別のタンパク質の修飾が関与すると考えている。さらに、Dotl,Setlの上流で働くと考えられヒストンH2BのK4のユビキチンに関わると考えられるPafl複合体もDNA2重鎖切断の形成やシナプトネマ複合体に関わることを明らかにできた。Pafl複合体は転写の伸長にも関わり、転写と減数分裂期の染色体反応の共役と言う点で興味深い。
  • 細胞周期とDNA傷害修復のコーディネート機構の解析
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 特定領域研究
    研究期間 : 2008年 -2009年 
    代表者 : 篠原 美紀
     
    DNA二重鎖切断(DSB)は両鎖の遺伝情報を同時に失うことから最も重篤なDNA損傷だと考えられている。その傷を修復する手段は主に2つある。一つは、相同組換え(HR)でもう一つは、非相同末端結合(NHEJ)である。相同組換えは同じ遺伝情報をもつ姉妹染色体をコピーする反応であることからエラーフリーの修復システムであるが、損傷末端をエキソヌクレアーゼによって、1Kbにもわたって単鎖化する必要がある。一方のNHEJは末端をDNAリガーゼによって再結合させろ単純な修復糸であるか末端部分の遺伝情報が一部失われる危険がある。今年度の解析によって、HRを主な修復系とするS/G2期において、NHEJ因子Lif1タソパク質がDSB末端において単鎖DNA形成を制御しており、その制御にCDK1の活性が重要な機能を果たすことを出芽酵母の部位特異的DSBの系を用いて明らかにした。また、LDKによるリン酸化を受けないLif1変異株においてはDSB末端の単鎖化を伴うNHEJ活性が特異的に低下していることを明らかにした。これらの我々の知見はG1期の修復においてのみ重要とされて来たNHEJのS/G2期での新しい機能の可能性とDNA傷害修復の新しい制御メカニズムを提唱するものである。HRが主たる修復経路となるS/G2期で、末端単鎖化を伴う形でのマイクロホモロジーを用いたNHEJがHRのバックアップジステムとして存在する可能性を示唆しており、その制御にCDK1によるリン酸化がかかわり細胞周期による制御を可能にしていると考えられる。
  • 制限酵素を用いたヒトゲノム上へのDNA二重鎖切断導入とその修復課程の解析
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    研究期間 : 2007年 -2009年 
    代表者 : 篠原 美紀
     
    本研究の目標はヒト細胞内におけるDNA二重鎖切断の修復の過程を明らかにする上で、今必要なものは、ゲノム上に部位特異的に同調的にDNA二重鎖切断(DSB)を導入しその修復過程の経時変化をモニターすることができる系を確立することである。ヒト培養細胞HeLaS3細胞およびヒト正常リンパ球細胞を用いて、制限酵素BamHIにより生細胞中でDSBを導入させ、その修復過程について解析を行った。今年度は、おもに制限酵素により導入されたDSB部位のヒトゲノム上での位置の特定を行うことを目標として解析を行った。DSB末端に相補的な末端を持つ、ビオチンラベルしたオリゴDNAによりキャッピングを行い、ストレプトアビジンビーズにより回収してDSB末端の塩基配列を決定した。その結果、ヒトゲノム上で約200カ所の高頻度でDSBが入る部位を特定することができた。その中でも特に頻度が高かった部位について、クロマチン免疫沈降法を行った。DSB末端プールからDSB依存的に特定領域を検出することができたが、修復タンパク質に対する抗体を用いた、免疫沈降産物からのクロマチン免疫沈降法特定領域の検出にはいたらなかった。さらに検出条件の検討を行うことにより、改善可能だと考えている。逆に特定部位にこだわらず、全ゲノム上のDSB末端の濃縮方法を確立したことからゲノムワイドなDSBの分布とゲノム上の構造あるいは様々な染色体上の蛋白質の分布との比較が可能になった。ゲノム安定化における脆弱部位の特定や、今後、この手法を用いてゲノム安定化に寄与するタンパク質とその修飾状態等の要因究明に多いに貢献できると考えている。
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 特定領域研究
    研究期間 : 2005年 -2009年 
    代表者 : 篠原 彰; 篠原 美紀
     
    減数分裂期に起こるゲノムの変化は相同組換えにより生じる。組換えは親の持つ遺伝情報を混ぜ合せることで多様性を生み出すばかりでなく,減数第1分裂における相同染色体の分配に必須であることも知れられている。減数分裂期の相同組換えは、体細胞分裂期の組換えと異なり,複雑な制御を受けていると言った特徴がある。本研究では、減数分裂期のおける組換えに関わるいくつかの因子を同定することで、そのメカニズムの解明を行った。特に、染色体運動と構造が組換えを制御しているという仕組みを明らかにした。
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2006年 -2008年 
    代表者 : 篠原 美紀
     
    減数分裂期に発現するSpo16 タンパク質が、シナプトネマ複合体と呼ばれる減数分裂期に形成される染色体高次構造体の新規構成因子であることを明らかにした。配偶子を作るとき、染色体数を半数にするために、キアズマを染色体上で正しく配置する仕組み(干渉)と全ての染色体にキアズマを必ず作る仕組み(保証)がある。シナプトネマ複合体が干渉と保証の両方を制御するがそれぞれに異なるユニットを用いることを明らかにした。
  • 減数分裂期Crossover controlにおける組換え蛋白複合体の機能解析
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 若手研究(B)
    研究期間 : 2003年 -2004年 
    代表者 : 篠原 美紀
     
    減数分裂期には相同染色体間で交叉型組換え(Crossover)を行うことが正常に還元分裂を行うために必須のイベントである。そのためにCrossoverは通常の組換え反応にはない厳密な制御下で行われている。そこで、このCrossover形成とその制御がどのように行われているかについて解析を行った。本研究によって酵母ATRホモログMec1がCrossover形成制御に関わっていることを明らかにした。また、その制御にはMec1のKinase活性が必須であることをMEC1のKinase dead変異株の解析から明らかにした。また、以前の解析からCrossoverの効率的な形成とその制御に2つのRecAホモログRad51とDmc1の協調的な機能が必要であることを示したが、ATPase活性を欠いたRad51変異株の解析から減数分裂期組換えにはRad51のATPase活性は必要ないことを明らかにした。Rad51はDmc1のリクルートに必要であることから、Rad51は減数分裂期組換えにおいては組換えの初期反応とDmc1のリクルートには必要だが、ATPase活性が必要となるDNA鎖交換反応は主にDmc1が行っていることを示唆している。体細胞分裂期の組換えではRad51がDNA鎖交換反応を行うことからこの違いが体細胞分裂期と減数分裂期の組換えの質の違いを生んでいると考えられる。これらの結果から、減数分裂期にはRad51 ATPase活性を抑制するメカニズムが存在すると考えられ、Mec1が直接的か間接的にRad51の活性をコントロールしている可能性が示唆された。
  • 紡錐体チェックポイント異常を原因とする新規高発癌性遺伝病の遺伝子クローニング
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2002年 -2004年 
    代表者 : 松浦 伸也; 篠原 美紀; 小松 賢志
     
    染色分体早期解離(PCS)症候群は我が国で発見された染色体不安定症候群で、患児細胞は染色分体早期解離と多彩な異数体モザイクを示す。これまでに日本人9家系13症例が報告され、日本人患児13例全例が重度小頭症と発育遅滞、小脳虫部の低形成を伴うDandy-Walker奇形などを示し、全例が生後数ヶ月から難治性けいれんを発症した。本研究の目的は、PCS患者細胞におけるM期紡錘体チェックポイント異常の分子機構を解明し、細胞周期制御の破綻による腫瘍化のメカニズムを明らかにすることである。以下の諸点を明らかにした。 1)3例のPCS患者から皮膚線維芽細胞を採取して不死化細胞株を樹立した。 2)種々のM期チェックポイント蛋白およびセントロメア蛋白の細胞内局在を免疫染色法で解析して、BubR1とp55cdcのキネトコアシグナルがほぼ消失していることを明らかにした。 3)PCS細胞株にBUB1B遺伝子が存在する15番染色体を移入すると、BubR1とp55cdcのキネトコアへの集積および紡錘体チェックポイントが正常化した。 4)PCS患者サンプルでBUB1B遺伝子解析を行った。7家系中4家系に同一の一塩基欠失を、3家系にそれぞれスプライス変異、ナンセンス変異、ミスセンス変異を同定した。一方、同定された7家系の変異はすべてヘテロ接合であり、反対側のアレルに変異は検出されなかった。 5)7家系の変異が検出されないBUB1Bアレルはほぼ共通したハプロタイプを示し、BubR1タンパク発現量が低下していることを見いだした。以上の所見から、PCS症候群はBubR1発現量の50%以上の低下が原因であることが明らかとなった。
  • 高発がん性遺伝病の原因遺伝子NBS1の機能解析
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 特定領域研究
    研究期間 : 2000年 -2004年 
    代表者 : 小松 賢志; 坂本 修一; 松浦 伸也; 小林 純也; 篠原 美紀; 田内 広
     
    ナイミーヘン症候群(NBS)は高発がん性や電離放射線高感受性そして染色体不安定性を特徴とするヒト劣性遺伝病である。原因遺伝子NBS1がヌクレアーゼ活性もDNA結合領域も有しない修復蛋白をコードしている事を我々は既に報告した。本研究では、NBS1蛋白C末側の真核生物で保存されている領域で相同組換えに重要なMre11/Rad50ヌクレアーゼ複合体と結合していることを示した。また、我々はヒストンH2AバリアントのH2AXが放射線照射後直ちにリン酸化を受けることに注目して、細胞内でH2AXとNBS1蛋白が結合していることをin vitro実験や細胞を用いた実験で示した。特にNBS1蛋白N末側のFHA/BRCTドメインとピストンが直接結合していることを確認した。この結果、FBS1はMre11/Rad50複合体をリン酸化ヒストンを目印として放射線誘発のDNA二重鎖断部位にリクルートして相同組換えを開始するモデルが提示された。実際、NBS患者細胞およびNBS1ノックアウト動物細胞では相同組換え能が顕著に低下していることがSCneoなどのレポーター遺伝子を用いた解析から明らかになった。また、NBS1蛋白のN末およひC末側の欠失は、コヒーシンSMC1との結合ならびにS期チェックポイントに必要なSMC1リン酸化の阻害をもたらした。さらにNBS1はBRCA1やワーナー症候群の蛋白WRNとも結合して損傷部位で巨大複合体を形成する事、そしてこの複合体形成の阻害が染色体不安定性をもたらす事が判明した。今後、この複合体形成が修復Fidelityやチェックポイントとのロストークに果たす役割およびその発がんにおける意義について解析する。
  • 姉妹染色体早期分離と異数性モザイクを特徴とする高発癌性遺伝病の原因遺伝子の解明
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 特定領域研究
    研究期間 : 2003年 -2003年 
    代表者 : 松浦 伸也; 篠原 美紀
     
    染色分体早期解誰症候群(PCS syndrome)は我が国で発見された染色体不安定症候群で、ヒトにおける初めてのM期紡錘体形成チェックポイント欠損症である。患者由来の細胞は、染色体分析で姉妹染色分体が高頻度に解離したpremature chromatid separation(PCS)と多彩な異数性モザイクを示す。我々はPCS症候群の紡錘体形成チェックポイント異常のメカニズムを解明することを目的に、種々のキネトコア蛋白および紡錘体チェックポイント蛋白の発現と細胞内局在をウエスタンブロット法および免疫染色法で詳細に解析した。これまでに以下の諸点を明らかにした。 1.3例のPCS症候群患者の不死化細胞株を樹立した。患者細胞はいずれもBubR1およびp55cdc蛋白のキネトコアへの集積がほぼ消失していることを見いだした。 2.BubR1遺伝子の存在するヒト15番染色体をPCS患者細胞へ導入すると、BubR1・p55cdcのキネトコアシグナルが正常化するとともに、M期紡錘体形成チェックポイントも正常化することが確認された。 3.PCS患者細胞ではBubR1に遺伝子変異は認めないが、BubR1からp55cdcへのM期紡錘体チェックポイントの最終経路に機能異常があり、この経路に関わる未知の因子が欠損している可能性が考えられた。 本年度の研究により、PCS症候群はBubR1からp55cdcへのM期紡錘体チェックポイントの最終経路に機能異常があることが明らかとなった。この経路に関わる未知の因子が欠損している可能性が強く示唆された。
  • 蛋白質の共同作業による多様な遺伝情報創出の仕組みとその制御
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 特別推進研究
    研究期間 : 1999年 -2003年 
    代表者 : 小川 智子; 篠原 彰; 塚本 恭正; 小川 英行; 篠原 美紀; 田中 茂生; 太田 力
     
    ゲノムDNAの多様化に関与する遺伝的組換えの機能は、ゲノムDNAの切断傷害の修復、DNA複製阻害の除去や染色体のテロメア構造の維持にも必須である。組換えの中心蛋白質、Rad51、Rad52やMre11/Rad50/Xrs2複合体(MRX複合体)が、どのような仕組みでそれぞれの現象に関与しているかを明らかにして、遺伝情報の安定な維持と多様化の仕組みの総合的な理解を目指した。以下は最も代表的なものに限定した成果である。 1.Mre11複合体の機能制御を行っているXrs2機能ドメインの詳細な解析を行い、(1)Xrs2はそのC端に近い、32アミノ酸ドメイン(MBX)でMre11に結合し、核内にMre11を移行させる。(2)DNA傷害の修復には、Mre11が核内にあればXrs2は必要ない。(3)テロメア複製と減数分裂期組換えには、MBXの他に、それに隣接するC端側104、及びN端側49のアミノ酸領域がそれぞれ必要である。2.DNA二重鎖切断に特異的なTell-Mre11チェックポイント経路を発見した。体細胞分裂期にはRad53、Rad9が、減数分裂期にはMre4/Mek1がこの経路に働く。Mre11複合体は切断を感知し経路を誘導し、またこの経路で活性制御を受けながら組換えを進行させる。組換え開始DNA二重鎖切断の前に先ずMre11/Xrs2が染色体にリクルートされ、その後Rad50がそこへリクルートされる。3.DNAの相同性の検索にはRad51-Rad52-DNA単鎖複合体が必要であること、Rad52が組換え反応の最終段階で最終産物の生成に必要であることが分かった。4.減数分裂稀組換えに特異的に関与するヘリカーゼ遺伝子MER3を発見した。この欠損株は交差型組換え体の頻度だけを低下させるので、組換え体の交差型か遺伝子変換型下が決まるのは、組換え中間体形成途上であることが強く示唆された。
  • Nbs1遺伝子欠損マウスを用いた染色体安定化機構の解明
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2000年 -2001年 
    代表者 : 松浦 伸也; 篠原 美紀; 小松 賢志; 田内 広
     
    Nbs1遺伝子欠損および遺伝子二重欠損細胞の作成:Nbs1遺伝子欠損ヘテロマウスをAtmまたはKn70遺伝子ヘテロ欠損マウスとそれぞれ交配してF2マウスを誕生させ、尻尾からDNAを抽出してPCR法で二重ヘテロ欠損マウスを同定した。得られた二重ヘテロ欠損マウスを交配して8.5日齢マウス胚を採取し、Nbs1/AtmおよびNbs1/Ku70の遺伝子二重欠損細胞株同定を進めている。 遺伝子欠損細胞の機能解析:Ku70欠損細胞と、Atm欠損細胞とNbs1欠損細胞について、以下の表現型の差異を比較検討した。 (i)放射線誘発染色体構造異常:細胞に2Gyのガンマ線を照射して24時間培養後、コルセミド処理して染色体標本を作成する。100細胞の染色体核板を観察し染色分体異常の出現頻度を計測した。 (ii)放射線致死感受性:細胞に1、2、4Gyのガンマ線を照射してディシュに播種・培養し、約2週間後に出現するコロニー数を計測して生存率曲線を作成した。いずれの細胞株も正常細胞に比べ、放射線高感受性であることを確認した。
  • RDH54とRAD54蛋白質による相同組換え反応における染色体の認識の分子機構
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    研究期間 : 1998年 -1998年 
    代表者 : 篠原 美紀

委員歴

  • 2021年04月 - 現在   京都大学大学院生命科学研究科附属放射線生物研究センター   共同利用・共同研究専門委員会委員
  • 2021年04月 - 現在   日本遺伝学会   評議員
  • 2020年04月 - 現在   酵母研究会   運営委員
  • 2017年10月 - 現在   日本学術会議   連携会員
  • 2017年04月 - 現在   酵母遺伝資源運営委員
  • 2012年01月 - 2021年03月   日本遺伝学会   幹事

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