部位特異的組換えにおけるドナー選択制御機構の解析

• Project/Area Number: 25440005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 筒井 康博 東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (00390625)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 相同組換え / 分裂酵母 / 接合型変換 / DNA組換え

Outline of Annual Research Achievements

相同組換えは、生物種多様性に寄与する一方で、DNA損傷に対する修復に働きゲノム安定性維持に深く関わる。分裂酵母のホモタリックな野生型株（h90）において、相同組換え機構は接合型変換にも働く。分裂酵母の接合型には、Plus（P）とMinus（M）があり、mat1遺伝子座に入る遺伝情報によって決定されている。接合型変換は、mat1遺伝子座とサイレントなドナー遺伝子座（mat2Pもしくはmat3M）との間で起こり、前者がレシピエント、後者の片方がドナーとなる一方向性の遺伝子変換である。この際、上記２つの遺伝子座がドナー候補となるが、その選択は細胞の接合型（つまり、mat1座に入っている遺伝情報）により厳密に制御されており、この制御によって、P→M、M→Pへの効率的な変換が保障されている。これまでに、Class Ibグループに分類されるSwi2、Swi5、Swi6の少なくとも3種がドナー選択制御に働くことが示唆されているが、ドナー制御機構の全体像は未だ不明な点が多く残されている。これまでの知見から、未だ同定されていないClass Ib因子が存在することが予想されたため、本研究では、分裂酵母破壊株ライブラリーを用いてClass Ib因子のスクリーニング、及び、得られた候補因子の機能解析を計画した。
破壊株ライブラリーがh+株（h90派生型で、接合型変換は起こらないが、カセット間の組換えは起こる）バックグラウンドで作製されたものであるため、当初の計画では、これを利用してスクリーニングを行なう予定であった。しかしながら、前年度の計画実施の初期段階でh90株でスクリーニングを行なった方が厳密性が高いことが判明したため、掛け合わせによって全ての破壊株のh90株を作製し、スクリーニングすることとした。今年度は、約1000株の構築とスクリーニングを実施し、約20種類の候補因子を同定した。

Research Products

• [Journal Article] Multiple regulation of rad51-mediated homologous recombination by fission yeast fbh1 (2014)
  • Author(s): Tsutsui Y, Kurokawa Y, Ito K, Siddique MS, Kawano Y, Yamao F and Iwasaki H.
  • Journal Title: PLoS Genetics Volume: 28 Issue: 8 Pages: e1004542-e1004542
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1004542
  • NAID: 120007115992
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Swi5-Sfr1 protein stimulates Rad51-mediated DNA strand exchange reaction through organization of DNA bases in the presynaptic filament. (2014)
  • Author(s): Fornander LH, Renodon-Corniere A, Kuwabara N, Ito K, Tsutsui Y, Shimizu T, Iwasaki H, Norden B, Takahashi M.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Volume: 42 Issue: 4 Pages: 2358-2365
  • DOI: 10.1093/nar/gkt1257
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dual regulation of Dmc1-driven DNA strand exchange by Swi5-Sfr1 activation and Rad22 inhibition. (2013)
  • Author(s): Murayama Y, Kurokawa Y, Tsutsui Y, Iwasaki H.
  • Journal Title: Genes & Development Volume: 27 Issue: 21 Pages: 2299-2304
  • DOI: 10.1101/gad.218693.113
  • NAID: 120007115993
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fbh1 versatilely regulates Rad51-mediated homologous recombination in fission yeast (2014)
  • Author(s): Yasuhiro Tsutsui, Kentaro Ito, Yumiko Kurokawa and Hiroshi Iwasaki
  • Organizer: 9th 3R Sumposium
  • Place of Presentation: 静岡県御殿場市
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [Presentation] 分裂酵母Fボックスヘリカーゼによる相同組換えの多面的制御機構 (2014)
  • Author(s): 筒井康博、黒川裕美子、伊藤健太郎、川野由美子、 山尾文明、岩﨑博史
  • Organizer: 第８７回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都府京都市
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] Fission yeast Fbh1 regulates Rad51-mediated homologous recombination (2014)
  • Author(s): Yasuhiro Tsutsui, Kentaro Ito, Yumiko Kurokawa and Hiroshi Iwasaki
  • Organizer: 4th RecA meeting
  • Place of Presentation: Gyeongsan, Republic of Korea
  • Year and Date: 2014-10-05 – 2014-10-08
• [Presentation] 分裂酵母Fbh1ヘリカーゼによるRad51リコンビナーゼ制御機構の解析 (2014)
  • Author(s): 筒井康博、伊藤健太郎、黒川裕美子、岩﨑博史
  • Organizer: 第86回遺伝学会
  • Place of Presentation: 滋賀県長浜市
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] Dual roles of fission yeast F-box DNA helicase Fbh1 during homologous recombination (2013)
  • Author(s): Yasuhiro Tsutsui, Yumiko Kurokawa, Yumiko Kawano, Fumiaki Yamao, Hiroshi Iwasaki
  • Organizer: EMBO Conference Pombe 2013: 7th International Fission Yeast Meeting
  • Place of Presentation: University of London (London, UK)
• [Presentation] Multiple regulation of Rad51-mediated homologous recombination by fission yeast F-box DNA helicase Fbh1 (2013)
  • Author(s): Yasuhiro Tsutsui, Yumiko Kurokawa, Yumiko Kawano, Fumiaki Yamao, Hiroshi Iwasaki
  • Organizer: Message from yeast to Epigenetics ～Yeast clarifies the frontiers of life science～
  • Place of Presentation: グランディア芳泉（福井県あわら市）
• [Presentation] 相同組換えにおける分裂酵母Fbh1の2つの役割 (2013)
  • Author(s): 筒井康博、黒川裕美子、川野由美子、山尾文明、岩﨑博史
  • Organizer: 日本遺伝学会第８５回大会（横浜）
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
• [Presentation] 分裂酵母の接合型変換におけるドナー選択機構の解析 (2013)
  • Author(s): 筒井康博
  • Organizer: 国立遺伝学研究所研究会「染色体DNAの安定維持の分子メカニズム」
  • Place of Presentation: 国立遺伝学研究所（静岡県三島市）
• [Presentation] Multiple regulation of Rad51-mediated homologous recombination by fission yeast Fbh1 (2013)
  • Author(s): Yasuhiro Tsutsui
  • Organizer: JSPS二国間交流事業セミナー The 3rd International conference onNew Frontier of the Research on RecA-family recombinases and their accessory proteins
  • Place of Presentation: hotel Mercure Nantes Central (Nantes, France)
• [Presentation] 分裂酵母Fbh1ヘリカーゼによる相同組換えの多様な制御機構 (2013)
  • Author(s): 筒井康博、黒川裕美子、川野由美子、山尾文明 、岩崎博史
  • Organizer: 第22回 DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • Place of Presentation: ホテルニュー水戸屋（宮城県仙台市）
• [Presentation] 分裂酵母の接合型変換におけるドナー選択機構の解析 (2013)
  • Author(s): 筒井康博、黒田歩、岩﨑博史
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートピアホテル（兵庫県神戸市）