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複製開始因子を活性化する新規DNA配列の増殖相、細胞周期と協調した制御機構

Research Project

Project/Area Number 11J03114
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Molecular biology
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

加生 和寿  九州大学, 薬学研究院, 助教

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords大腸菌 / 染色体複製 / DnaA / DARS / datA / 試験管内再構成 / 細胞周期 / 増殖相 / ヌクレオチド交換 / ATP加水分解 / 核様体凝集蛋白質 / AAA+ファミリー
Research Abstract

染色体DNAの複製開始反応は細胞周期中1回しか起こらないよう厳密に制御されている。大腸菌の複製開始因子であるDnaA蛋白質はATP/ADPと高い親和性を持つ。活性型であるATP型DnaAの細胞内レベルは複製開始時のみ一過的に上昇する。複製開始後、ATP-DnaAはRIDA (Regulatory inactivation of DnaA)により不活性型のADP-DnaAに変換される。当研究室は、DARS2 (DnaA-reactivating sequence 2)という特異的DNA配列が、ヌクレオチド交換反応によりADP-DnaAをATP-DnaAへと再活性化することを明らかにした。
報告者は実験計画に従って、DARS2促進因子を決定しDARS2促進系を含むDnaA活性サイクルを試験管内再構成した。さらに、DnaA変異体解析によりDARS2におけるDnaA複合体形成の様式を明らかにした。また、報告者は促進因子のDARS2結合が細胞周期、及び増殖相に応じて制御され得る事を明らかにした。この結果は、細胞周期や増殖環境に適応したDnaA活性化機構を明らかにする非常に重要な発見である。これらの成果をについて、現在論文執筆中である。報告者は、この成果を国内学会において発表した。
加えて、報告者はRIDA、DDAHにおけるDnaAのドメインIの重要性、及び当研究室が発見した新奇クランプ結合蛋白質CrfCの染色体分配における細胞内での重要性の解明に寄与し、共著者として論文に報告した(Su'etsugu et al, 2013 Environ Microbiol ; Ozaki et al, 2013 Cell Rep)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

交付申請書に記載した年次計画(3年目)について、促進因子の細胞周期、増殖相に依存した結合も解析済みであり現在論文執筆中である。また、DARS2促進因子の結合制御についての性質も部分的に解析できており、計画以上に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

DARS2促進因子の結合制御については計画通り制御因子の探索を行う予定である。DARS2のDNA構造の制御については、細胞内でのDNA局所構造を検出する系を構築している。この解析により細胞周期に応じたDARS2の活性制御を明らかにする予定である。

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The DnaA N-terminal domain interacts with Hda to facilitate replicase clamp-mediated inactivation of DnaA.2013

    • Author(s)
      Su'etsugu, M., Harada, Y., Keyamura, K., Matsunaga, C., Kasho. K., Abe, Y., Ueda, T., and Katayama, T.
    • Journal Title

      Environmental Microbiology

      Volume: 15 Pages: 3183-3195

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Replicase Clamp-Binding Dynamin-like Protein Promotes Colocalization of Nascent DNA Strands and Equipartitioning of Chromosomes in E. coli.2013

    • Author(s)
      Ozaki, S., Matsuda, Y., Keyamura, K., Kawakami, H., Noguchi, Y., Kasho, K., Nagata, K., Masuda, T., Sakiyama, Y., Katayama, T.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 4 Issue: 5 Pages: 985-995

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2013.07.040

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DnaA binding locus datA promotes DnaA-ATP hydrolysis to enable cell eyele-ecordinated replication2013

    • Author(s)
      K Kasho and T Katayama
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci USA

      Volume: 110(3) Issue: 3 Pages: 936-941

    • DOI

      10.1073/pnas.1212070110

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 複製開始を調節する非コードDNA因子datA、及びDARS2の核様体蛋白質による細胞周期に応じた制御2014

    • Author(s)
      加生和寿、藤光和之、片山勉
    • Organizer
      2013年度国立遺伝学研究所研究会
    • Place of Presentation
      静岡県三島市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 複製開始を調節する機能性DNA因子 : 核様体蛋白質による細胞周期制御2013

    • Author(s)
      加生和寿、藤光和之、片山勉
    • Organizer
      日本遺伝学会第85回大会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 複製開始を調節する機能性DNA因子datA及びDARS2(DnaA-reactivating sequence 2)の核様体蛋白質による細胞周期制御2013

    • Author(s)
      加生和寿、藤光和之、片山勉
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] A novel mechanism of a specific DnaA-binding locus datA for regulation of the replication initiator DnaA2013

    • Author(s)
      K. Kasho and T Katayama
    • Organizer
      2013 Keystone Symposia X5/X6 DNA Replication and Recombination
    • Place of Presentation
      Banff, Alberta Canada
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 特異的DNA配列datAによる新規DnaA不活性化経路DDAH(datA-dependent DnaA-ATP hydrolysis)の解析2012

    • Author(s)
      加生 和寿、 片山 勉
    • Organizer
      第11回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2012
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular and cell cycle analyses of a novel inactivation mechanism for the replication initiator DnaA by a specific chromosomal locus2012

    • Author(s)
      K. Kasho and T Katayama
    • Organizer
      The 8th 3R Sumposium
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Finding and molecular analisis of a novel inactivation mechanism for the replication initiator DnaA by a specific chromosomal locus2012

    • Author(s)
      K. Kasho and T Katayama
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 核様体凝集蛋白質による複製開始促進因子DARS2 (DnaA-reactivating sequence 2)の増殖相、及び細胞周期に応じた制御機構2011

    • Author(s)
      加生和寿、藤光和之、尾崎省吾、毛谷村賢司、片山勉
    • Organizer
      日本遺伝学会第83回大会
    • Place of Presentation
      京都大学農学部・農学研究科(京都)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 核様体凝集蛋白質、及びDNA超らせん構造に依存した複製開始促進因子DARS2 (DnaA-reactivating sequence 2)の制御機構2011

    • Author(s)
      加生和寿、藤光和之、片山勉
    • Organizer
      第21回複製・組換え・ゲノム安定性制御ワークショップ
    • Place of Presentation
      サンピア福岡(福岡)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Search and analysis for novel stimulators of DARS2, DnaA-reactivating sequence 22011

    • Author(s)
      Kazutoshi Kasho, Kazuyuki Fujimitsu, Tsutomu Katayama
    • Organizer
      9th International Conference on AAA Proteins
    • Place of Presentation
      Kumamoto City International Center, Japan
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://bunsei.phar.kyushu-u.ac.jp/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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