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アーキアDNA複製研究から生物の遺伝情報維持機構の原理に迫る

Research Project

Project/Area Number 12J03099
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied molecular and cellular biology
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

尾木野 弘実  九州大学, 大学院農学研究院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsアーキア / DNA複製 / レプリソーム / DNAヘリカーゼ / タンパク質間相互作用 / DNAへリカーゼ
Outline of Annual Research Achievements

好熱性アーキアThermoplasma acidophilumには2種類のRecJ様タンパク質(RecJ1、RecJ2)が存在するが、RecJ1はGINSと相互作用せず、RecJ2はGINSと安定な複合体を形成すること、その相互作用にはGins51のBドメインが必須であることを発見した。また、RecJ2-GINS複合体のモル比は2:1であり、真核生物におけるCMG複合体内のCdc45-GINS複合体のモル比である1:1とは異なることを明らかにした。T. acidophilum細胞抽出液を用いて免疫沈降実験を行ったところ、RecJ1はMCM、GINS、RecJ2のいずれとも同じ複合体内には存在しなかった一方で、RecJ2は細胞内においてMCM、GINSと同じ複合体内に存在することが示唆された。しかし、RecJ2存在下でMCMのヘリカーゼ活性の上昇は検出されなかった。さらに、Gins51の野生型とBドメインの欠損型は同じ効率でMCMのヘリカーゼ活性を促進したことから、MCMの活性化にはGins51のBドメインとRecJ2は関与していないことが示唆された。これは、GINSサブユニットのBドメインがMCMの活性化に必須である真核生物とは大きく異なる結果である。
また、RecJ自身の持つヌクレアーゼ活性についても検討したところ、RecJ1はDNA特異的な5′-′エキソヌクレアーゼであり、RecJ2はRNAに対して特異性の高い3′-5′エキソヌクレアーゼであった。他の生物種におけるRecJ活性測定の結果と比較すると、RecJタンパク質は生物種によって多様性に富んだ活性を有していることから、RecJのエキソヌクレアーゼ活性もまた、DNA複製に必須な役割を有していないと予想している。
前年度までの研究により、T. acidophilumにおいては複製起点認識因子Cdc6/Orc1ホモログ2種類のうち1つ、Cdc6-2がGINSと相乗的にMCMのヘリカーゼ活性を上昇させることが明らかになっていることから、T. acidophilumは、アーキアと真核生物に分岐した後でCdc45ホモログを用いずにMCMを活性化する独特の機構を獲得したと予想される。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Products Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] The RecJ2 protein in the thermophilic archaeon Thermoplasma acidophilum is a 3'-5' exonuclease and associates with a DNA replication complex.2017

    • Author(s)
      Ogino, H., Ishino, S., Kohda, D., and Ishino, Y.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 292 Issue: 19 Pages: 7921-7931

    • DOI

      10.1074/jbc.m116.767921

    • Related Report
      Products Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activation of the MCM helicase from the thermophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum by interactions with GINS and Cdc6-2.2014

    • Author(s)
      Ogino, H., Ishino, S., Haugland, G.T., Birkeland, N-K., Kohda, D., and Ishino, Y.
    • Journal Title

      Extremophiles

      Volume: 18 Issue: 5 Pages: 915-924

    • DOI

      10.1007/s00792-014-0673-6

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Disordered interdomain region of Gins is important for functional tetramer formation to stimulate MCM helicase in Thermoplasma acidophilum2014

    • Author(s)
      Ogino H, Ishino S, Oyama T, Kohda D, Ishino Y
    • Journal Title

      Biosci Biotechnol Biochem

      Volume: 79 Issue: 3 Pages: 432-438

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.982503

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Activation of the MCM helicase complex in the thermophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum.2014

    • Author(s)
      Ogino, H., Ishino, S., Haugland, G.T., Birkeland, N.K., Kohda, D., and Ishino, Y.
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会ワークショップ3W-5
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 横浜
    • Year and Date
      2014-11-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Activation of the MCM helicase from the thermophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum.2014

    • Author(s)
      Ogino, H., Ishino, S., Mayanagi, K., Oyama, T., Shirai, T., Morikawa, K., Haugland, G.T., Birkeland, N.K., Kohda, D., and Ishino, Y.
    • Organizer
      10th International Congress on Extremophiles 2014
    • Place of Presentation
      Saint Petersburg, Russia
    • Year and Date
      2014-09-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 好熱好酸性アーキアThermoplasma acidophilumのDNA複製ヘリカーゼ複合体解析2014

    • Author(s)
      尾木野弘実、石野園子、Haugland, G.T.、Birkeland, N.K.、神田大輔、石野良純
    • Organizer
      日本Archaea研究会第27回講演会
    • Place of Presentation
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス(BKC), 草津
    • Year and Date
      2014-07-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Divergently evolved activation mechanism of the replicative helicase in the thermophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum2013

    • Author(s)
      尾木野弘実
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      ポートアイランド(神戸)
    • Year and Date
      2013-12-04
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 好熱性アーキアTherm oplasma acidophilumにおける複製ヘリカーゼ活性化機構の分岐進化2013

    • Author(s)
      尾木野弘実
    • Organizer
      第14回極限環境生物学会
    • Place of Presentation
      明治大学(川崎)
    • Year and Date
      2013-10-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Activation mechanism of the replicative helicase in the thermophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum2013

    • Author(s)
      尾木野弘実
    • Organizer
      Thermophiles 2013(国際会議)
    • Place of Presentation
      レーゲンスブルク大学(ドイツ)
    • Year and Date
      2013-09-12
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] The Synergistic Simulation of the HCM Activity by Cdc6/0rcl and GINS Hamatetraimer from the Archaeon The moplasma acidophilum2012

    • Author(s)
      尾木野弘実
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡)
    • Year and Date
      2012-12-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Divergently evolved replicative helicase from the archaeon, Themoplasma acidohilm2012

    • Author(s)
      尾木野弘実
    • Organizer
      The 8th 3R Synposium (国際会議)
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台(兵庫)
    • Year and Date
      2012-11-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 蛋白質化学工学(石野)研究室ホームページ

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/pce-web/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 蛋白質化学工学分野ホームページ

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/pce-web/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/pce-web/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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