Sturcture-function relationship of a high-order replication initiator complex in DNA recognition and functional switching

• Project/Area Number: 15K18504
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Kawakami Hironori 九州大学, 薬学研究院, 助教 (50403952)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 染色体複製 / ORC / 機能構造解析 / DNA結合 / 制御因子

Outline of Final Research Achievements

The origin recognition complex, an initiator of eukaryotic DNA replication, was extensively analyzed in vitro and in vivo. Certain structure-function relationships were identified and a novel multifaceted DNA recognition mechanism was proposed.

Research Products

• [Journal Article] Near-atomic structural model for bacterial DNA replication initiation complex and its functional insights (2016)
  • Author(s): Masahiro Shimizu, Yasunori Noguchi, Yukari Sakiyama, Hironori Kawakami, Tsutomu Katayama, and Shoji Takada
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences USA Volume: 113 Issue: 50
  • DOI: 10.1073/pnas.1609649113
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Rapid purification and characterization of mutant origin recognition complexes in Saccharomyces cerevisiae (2016)
  • Author(s): Kawakami, H. (corresponding author), Ohashi, E., Tsurimoto, T., and Katayama, T.
  • Journal Title: Front. Microbiol. Volume: 7 Pages: 521-521
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.00521
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Specific binding of eukaryotic ORC to DNA replication origins depends on highly conserved basic residues. (2015)
  • Author(s): Kawakami H, Ohashi E, Kanamoto S, Tsurimoto T, Katayama T.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 5 Issue: 1 Pages: 14929-14929
  • DOI: 10.1038/srep14929
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The Arg fingers of key DnaA protomers are oriented inward within the replication origin oriC and stimulate DnaA subcomplexes in the initiation complex (2015)
  • Author(s): Noguchi, Y., Sakiyama, Y., Kawakami, H., and Katayama, T.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 290 Issue: 33 Pages: 20295-20312
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.662601
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 大腸菌染色体の複製開始複合体の全体構造とその機能的意義 (2017)
  • Author(s): 片山 勉、清水 将裕、野口 泰徳、崎山 友香理、川上 広宣、加生 和寿、高田 彰二
  • Organizer: 第11回ゲノム微生物学会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス（神奈川県藤沢市）
  • Year and Date: 2017-03-02
• [Presentation] Near-atomic structural model for bacterial DNA replication initiation complex and its functional insights (2017)
  • Author(s): Masahiro Shimizu, Yasuhiro Noguchi, Yukari Sakiyama, Hironori Kawakami, Tsutomu Katayama, Shoji Takada
  • Organizer: Biophysical Society 61st Annual Meeting
  • Place of Presentation: New Orleans, Louisiana, USA
  • Year and Date: 2017-02-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 複製起点認識蛋白質ORCの一本鎖DNA結合能と生物ドメインを超えた保存性 (2016)
  • Author(s): 川上 広宣、千々布 壮陽、金本 祥太、大橋 英治、釣本 敏樹、片山 勉
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] 真正細菌オーソログとの配列比較に基づく真核生物ORCおよびCdc6の一本鎖DNA結合モチーフの探索 (2016)
  • Author(s): 千々布 壮陽、金本 祥太、川上 広宣、片山 勉
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] 大腸菌のoriCにおける複製開始とその制御のため複製開始因子DnaAタンパク質が構築する高次複合体の分子機構 (2016)
  • Author(s): 片山 勉、加生 和寿、﨑山 友香里、赤間 勇介、井上 祐希江、酒井 隆至、杉山 諒、川上 広宣
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会シンポジウム1AS10「染色体複製複合体の形成と構造変化の分子機構とその制御」
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2016-11-30
  • Invited
• [Presentation] 細菌DNA複製開始複合体の近原子構造モデルと機能解析 (2016)
  • Author(s): 清水 将裕、野口 泰徳、崎山 友香里、川上 広宣、片山 勉、高田 彰二
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会シンポジウム1AS10「染色体複製複合体の形成と構造変化の分子機構とその制御」
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2016-11-30
  • Invited
• [Presentation] Multifaceted approach of Orc1 to DNA is the primary determinant of specific recognition of replication origins by ORC (2016)
  • Author(s): Hironori Kawakami, Takeaki Chichibu, Eiji Ohashi, Shota Kanamoto, Toshiki Tsurimoto, and Tsutomu Katayama
  • Organizer: The 10th 3R symposium
  • Place of Presentation: Matsue, Japan
  • Year and Date: 2016-11-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Structure, Mechanism and Regulation of Escherichia coli Replication Initiation Complexes in DNA Unwinding (2016)
  • Author(s): Tsutomu Katayama, Yukari Sakiyama, Yasunori Noguchi1, and Hironori Kawakami
  • Organizer: The 10th 3R symposium
  • Place of Presentation: Matsue, Japan
  • Year and Date: 2016-11-13
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Functional dynamics of replication initiation complex in Escherichia coli (2016)
  • Author(s): Yukari Sakiyama, Yasunori Noguchi, Hironori Kawakami, and Tsutomu Katayama
  • Organizer: The 10th 3R symposium
  • Place of Presentation: Matsue, Japan
  • Year and Date: 2016-11-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 真核生物の複製起点認識蛋白質ORCによる多角的なDNA探索認識機構 (2016)
  • Author(s): 川上 広宣、千々布 壮陽、金本 祥太、川畑 健太、大橋 英治、釣本 敏樹、片山 勉
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス（仙台）
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] 大腸菌の複製開始複合体における２重鎖DNA開裂とヘリカーゼ相互作用の分子機構 (2016)
  • Author(s): 片山 勉、﨑山 友香里、赤間 勇介、野口 泰徳、川上 広宣、加生 和寿
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会シンポジウム 2S15「 ゲノムの維持と継承を制御するタンパク質と核酸の相互作用」
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス（仙台）
  • Year and Date: 2016-09-25
  • Invited
• [Presentation] 大腸菌染色体の複製起点oriC上で形成されるDnaA多量体の機能動態の解明 (2016)
  • Author(s): 崎山 友香里, 野口 泰徳, 川上 広宣, 片山 勉
  • Organizer: 日本遺伝学会第88回大会 プレナリーワークショップ --昨年のBP賞受賞講演から--
  • Place of Presentation: 日本大学国際関係学部 三島駅北口校舎（三島）
  • Year and Date: 2016-09-07
  • Invited
• [Presentation] 真核生物の複製起点認識に必須なORC複合体におけるDNA結合性モチーフ様配列の探索と変異体解析 (2016)
  • Author(s): 川畑 健太、千々布 壮陽、川上 広宣、片山 勉
  • Organizer: 第13回21世紀大腸菌研究会
  • Place of Presentation: グリーンピア南阿蘇（熊本県南阿蘇村）
  • Year and Date: 2016-06-02
• [Presentation] 細胞増殖に必須な長鎖逆方向反復配列の役割と保存性の推定 (2016)
  • Author(s): 川上 広宣, 土田 愛海, 竹原 通秋, 加生 和寿, 末次 正幸, 片山 勉
  • Organizer: 第13回21世紀大腸菌研究会
  • Place of Presentation: グリーンピア南阿蘇（熊本県南阿蘇村）
  • Year and Date: 2016-06-02
• [Presentation] DnaB複製ヘリカーゼ装着におけるDnaA多量体の機能動態 (2016)
  • Author(s): 崎山 友香里、西村 昌洋、野口 泰徳、川上 広宣、片山 勉
  • Organizer: 第13回21世紀大腸菌研究会
  • Place of Presentation: グリーンピア南阿蘇（熊本県南阿蘇村）
  • Year and Date: 2016-06-02
• [Presentation] 出芽酵母ORC複合体による染色体認識機構とその多様性 (2016)
  • Author(s): 川上 広宣、大橋 英治、金本 祥太、釣本 敏樹、片山 勉
  • Organizer: 平成28年度日本生化学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス （鹿児島市）
  • Year and Date: 2016-05-14
• [Presentation] ゲノミクス的アプローチによる出芽酵母ORC制御因子の探索 (2015)
  • Author(s): 川西智人、川上広宣、片山 勉
  • Organizer: BMB2015第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 大腸菌の複製開始複合体とその制御複合体が描き出す多彩な構造動態 (2015)
  • Author(s): 片山 勉、加生和寿、野口泰徳、崎山友香里、村谷周悟、毛谷村賢司、川上広宣
  • Organizer: BMB2015第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会ワークショップ「DNA複製開始を制御する高次複合体ダイナミクス：多様性と普遍性 (3W12)」
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Invited
• [Presentation] ORCによるDNA認識機構とその多様性 (2015)
  • Author(s): 川上広宣、大橋英治、金本祥太、釣本敏樹、片山 勉
  • Organizer: 第23回DNA複製・組換え修復ワークショップ
  • Place of Presentation: 焼津グランドホテル（静岡県焼津市）
  • Year and Date: 2015-10-19
• [Presentation] 大腸菌複製起点で形成されるDNA開裂複合体の中枢構造と制御機構の解明 (2015)
  • Author(s): 崎山友香里、野口泰徳、川上広宣、片山 勉
  • Organizer: 第23回DNA複製・組換え修復ワークショップ（優秀発表賞・ポスター部門）
  • Place of Presentation: 焼津グランドホテル（静岡県焼津市）
  • Year and Date: 2015-10-19
• [Presentation] 大腸菌染色体の複製起点への装着の前後にDnaBへリカーゼが開始因子DnaAと行う相互作用の分子機構 (2015)
  • Author(s): 片山 勉、赤間勇介、宮崎恵里加、西村昌洋、村谷周悟、尾崎省吾、加生和寿、川上広宣
  • Organizer: 第23回DNA複製・組換え修復ワークショップ
  • Place of Presentation: 焼津グランドホテル（静岡県焼津市）
  • Year and Date: 2015-10-19
• [Presentation] 出芽酵母染色体における複製起点の認識機構と制御ネットワーク解明の試み (2015)
  • Author(s): 川上広宣、川西智人、大橋英治、金本祥太、釣本敏樹、片山 勉
  • Organizer: 日本遺伝学会第87回大会ワークショップWS5「多角的アプローチによるゲノム維持継承研究の最前線」（世話人：古郡麻子、川上広宣）
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス（仙台市青葉区）
  • Year and Date: 2015-09-24
  • Invited
• [Presentation] 大腸菌oriCでの複製開始に必要なDNA開裂複合体の中枢構造の解明 (2015)
  • Author(s): 崎山友香里、野口泰徳、川上広宣、片山 勉
  • Organizer: 日本遺伝学会第87回大会（ベストペーパーズ賞）
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス（仙台市青葉区）
  • Year and Date: 2015-09-24
• [Presentation] 大腸菌の染色体 複製起点におけるDnaBヘリカーゼの装着と運動特性の解析 (2015)
  • Author(s): 片山 勉、赤間勇介、宮崎恵里加、西村昌洋、村谷周悟、尾崎省吾、加生和寿、川上広宣
  • Organizer: 新学術領域研究「運動マシナリー」第三回領域班会議
  • Place of Presentation: 金沢商工会議所会館（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2015-06-10
• [Presentation] DNA複製を開始するDnaA複合体の二重鎖開裂における機能構造動態 (2015)
  • Author(s): 崎山友香里、野口泰徳、川上広宣、片山 勉
  • Organizer: 第12回21世紀大腸菌研究会（優秀口頭発表賞）
  • Place of Presentation: 琵琶湖グランドホテル京近江（滋賀県大津市）
  • Year and Date: 2015-06-04
• [Presentation] DnaB ヘリカーゼ通過による複製開始複合体の解離は一本鎖DNA 結合タンパク質SSB に依存する (2015)
  • Author(s): 赤間勇介、尾崎省吾、川上広宣、片山 勉
  • Organizer: 第12回21世紀大腸菌研究会
  • Place of Presentation: 琵琶湖グランドホテル京近江（滋賀県大津市）
  • Year and Date: 2015-06-04
• [Presentation] 染色体DNA複製開始複合体の分子機構の解明 (2015)
  • Author(s): 川上広宣
  • Organizer: 平成27年度日本生化学会九州支部例会（学術奨励賞受賞特別講演）
  • Place of Presentation: 九州大学箱崎キャンパス（福岡市東区）
  • Year and Date: 2015-05-16
  • Invited
• [Presentation] 出芽酵母ORCの特異な染色体認識様式 (2015)
  • Author(s): 川上広宣、大橋英治、釣本敏樹、片山 勉
  • Organizer: 平成27年度日本生化学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 九州大学箱崎キャンパス（福岡市東区）
  • Year and Date: 2015-05-16
• [Presentation] 大腸菌の染色体複製起点上のDnaA分子の配向性解析 (2015)
  • Author(s): 野口泰徳、﨑山友香里、川上広宣、片山 勉
  • Organizer: 平成27年度日本生化学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 九州大学箱崎キャンパス（福岡市東区）
  • Year and Date: 2015-05-16
• [Remarks] 分子生物薬学研究業績
  • URL: http://bunsei.phar.kyushu-u.ac.jp/BUNSEI-GYOUSEKI.html
• [Remarks] 染色体DNAの複製開始複合体の精密構造が初めて見えるように
  • URL: http://www.phar.kyushu-u.ac.jp/bbs/view2.php?S_Publ_Year=2016&word=&page=1&B_Code=357
• [Remarks] 染色体DNAの複製開始複合体の精密構造が初めて見えるように
  • URL: http://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/63