高リスク型ゲノム構造によるゲノム蛋白群の動的集合と機能制御
Project/Area Number |
20K06560
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
|
Research Institution | Tokyo University of Science, Yamaguchi |
Principal Investigator |
川上 広宣 山陽小野田市立山口東京理科大学, 薬学部, 准教授 (50403952)
|
Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
Keywords | ORC / 非典型DNA / 染色体複製 / 機能制御 / 高リスク型DNA / DNA結合蛋白 / 機能構造解析 / ゲノミクス解析 / ゲノム構造 / DNA結合 / 制御 |
Outline of Research at the Start |
細胞内イベントと共役してゲノムから特異的構造が生じ、ゲノム不安定化を招く。ゲノム不安定化を抑える分子機構は複数知られるが、特異的構造についての理解は不十分な点が多い。本計画は、特異的ゲノム構造による新機能の仮説を追究する。出芽酵母複製開始蛋白ORCに関する独自の構造情報ならびに、ORCが上述の構造と結合・共役する予備的知見に基づいて生化学・遺伝学・インフォマティクスを併用した解析を行い、ゲノム上の特異的構造に呼応したORC等の動的な連係制御機構を解明する。
|
Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、前任での研究の論文化に貢献するとともに(改稿版投稿中)。過去に報告した一本鎖DNA上での出芽酵母ORCの機能構造分化と制御(Kawakami et al., 2019, Genes Cells)をベースとして、更に発展させた。ORCは複製起点DNA二重鎖らせんの認識に必須な蛋白複合体であり、我々が最大サブユニットOrc1内に見いだしたモチーフeukaryotic origin sensor (EOS)は、基質DNAが二重らせんか一本鎖かによってORCの機能構造分化をもたらす(Kawakami et al., 2015, Sci. Rep.; Kawakami et al., 2019)。細胞内には一本鎖DNAを含め、二重らせんよりも高リスクとされる種々の非典型DNA構造が存在する。ORCの真正細菌オーソログDnaAにおいては、一本鎖DNAとの結合能の重要性が実験的に裏付けられている(Ozaki, Kawakami et al., 2008; Sakiyama, Kawakami et al., 2013)。一方、ORCの非典型DNA構造による制御の細胞内における役割や関与する染色体領域についての実験的証拠がない。 そこで本年度は、これらの実験的証拠を得ることを志向して、出芽酵母細胞内におけるORCの特異的制御因子を重点的に探索することとした。昨年度開発した「ORC1機能を遺伝学的に亢進させるゲノム領域を簡便にスクリーニングするシステム」を用いて探索規模を拡大させたところ、従来は見逃していたスクリーニングの特異性の問題が判明した。更に改良を行い、スクリーニングの特異性を従来よりも上げることに成功した。併行して、異なる原理によって制御因子をスクリーニングするシステムの開発にも着手し、ORC1機能の制御に関わるゲノムクローンを見いだすことに成功した。今後、スクリーニングの規模を拡大しつつ、個別解析を進めることで、ORCと非典型DNA構造との連携に関わる証拠を得たい。併行して、昨年度の実績の論文発表にも着手している。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究計画の目的の大半がすでに明確な成果を得ており、論文発表にも着手している。このため、おおむね順調に進展していると判断した。一方、スクリーニングシステムの開発と実際の運用にあたり、想定外の事態が生じて複数の原理を併行して開発するなど、実験計画の見直しも生じている。
|
Strategy for Future Research Activity |
スクリーニングシステムに関して実験計画の見直しが生じたため、個別解析などを翌年度に回すこととする。また、執筆中の論文の採択に向けて準備を進めるとともに、その他のデータについても順次論文化を進める。併行して発展的解析を進め、細胞内の解析や目的5の体系的遂行を十分実現していきたい。
|
Report
(3 results)
Research Products
(18 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 大腸菌染色体の複製開始制御を支える動的なタンパク質複合体とDNA構造変化2021
Author(s)
片山 勉, 三善 賢弥, 吉田 竜星, 盧 楚元, 李 藍楊, 興梠 和真, 辰本 優香, 伊藤 孝輔, 川上 広宣, 加生 和寿, 尾崎 省吾
Organizer
第44回日本分子生物学会年会シンポジウム1AS-04「DNA構造ダイナミクスを基盤とするゲノム複製と維持の生物種を超えた共通原理」
Related Report
Invited
-
-
-
-
-
[Presentation] Molecular mechanisms of specific nucleoid proteins in regulations for the replication initiation of the Escherichia coli chromosome2020
Author(s)
Tsutomu Katayama, Kenya Miyoshi, Ryusei Yoshida, Chuyuan Lu, Yuka Tatsumoto, Lanyang Li, Kazuma Korogi, Kosuke Ito, Kazutoshi Kasho, Hironori Kawakami, Mariko Nagata, Shogo Ozaki
Organizer
Workshop #3AW-18 “Frontiers of nucleoid DNA replication and quality control”, the 43rd. Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
Related Report
Int'l Joint Research / Invited
-
-
-
-