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Propagation of large circular DNA by reconstitution of a chromosome-replication cycle

Research Project

Project/Area Number 26640116
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Genome biology
Research InstitutionRikkyo University

Principal Investigator

Su'etsugu Masayuki  立教大学, 理学部, 准教授 (00363341)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2014: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
KeywordsDNA複製 / ゲノム / 大腸菌染色体 / 合成生物学 / 合成ゲノム学 / DNA増幅 / DNA
Outline of Final Research Achievements

Escherichia coli has a 4.6 Mb circular chromosome with a replication origin, oriC. While the oriC replication has been reconstituted in vitro more than 30 years ago, continuous repetition of the replication cycle has not yet been achieved. Here, we reconstituted the entire replication cycle with purified enzymes that catalyze initiation at oriC, bidirectional fork progression, Okazaki-fragment maturation, and decatenation of the replicated circular products. Because decatenation provides covalently closed supercoiled monomers that are competent for the next round of replication initiation, the replication cycle repeats autonomously and continuously in an isothermal condition. This Replication-Cycle Reaction (RCR) propagates large circular DNA up to 0.2 Mb as intact covalently closed molecules. RCR provides a powerful in vitro tool to propagate large circular DNA molecules

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Presentation] 10万塩基を超える長鎖環状DNAの無細胞クローニング2017

    • Author(s)
      末次 正幸、平田 稜、倉田竜明、篠原 赳、辻本 寛子
    • Organizer
      第11回ゲノム微生物学会年会シンポジウム「微生物での合成生物工学」
    • Place of Presentation
      慶応大、藤沢、神奈川
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      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 試験管内再構成された環状DNA複製の1分子観察にむけた検討2016

    • Author(s)
      加納 巧希、末次 正幸
    • 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、阿蘇、熊本
    • Year and Date
      2016-06-02
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌ミニ染色体複製サイクルと転写・翻訳反応の再構成の試み2016

    • Author(s)
      高田啓、辻本寛子、末次正幸
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
    • Year and Date
      2016-03-29
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  • [Presentation] 複製サイクル再構成によるミニ染色体の指数増殖2016

    • Author(s)
      末次正幸
    • Organizer
      生命動態システム科学四拠点合同シンポジウム「生命動態の分子メカニズムと数理」
    • Place of Presentation
      広島県広島市
    • Year and Date
      2016-03-25
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    • Invited
  • [Presentation] 大腸菌染色体複製サイクルの試験管内再構成2016

    • Author(s)
      末次正幸、辻本寛子
    • Organizer
      第89回日本細菌学会総会ワークショップ「バクテリア細胞増殖プロセス研究の最前線」
    • Place of Presentation
      大阪府大阪市
    • Year and Date
      2016-03-23
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  • [Presentation] 転写の細胞周期変動を保証するDnaA活性型特異的な転写抑制/促進機構2016

    • Author(s)
      松本健佑、末次正幸
    • Organizer
      第10回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-03-04
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  • [Presentation] ゲノム複製サイクルのin vitro再構成による長鎖環状DNA増幅法2016

    • Author(s)
      末次正幸、辻本寛子
    • Organizer
      第10回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-03-04
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  • [Presentation] ゲノム複製の試験管内再構成系とその合成生物学的展開2016

    • Author(s)
      末次 正幸
    • Organizer
      第13回原子・分子・光科学(AMO)討論会「合成生物学 ―試験管の中でゲノムや器官を創る―」
    • Place of Presentation
      理研、和光、埼玉
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    • Invited
  • [Presentation] ゲノム複製サイクル試験管内再構成系における変異誘発と分子進化2016

    • Author(s)
      末次正幸、徳永翼、高田啓、辻本寛子
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会ワークショップ「再構築型進化学研究-人工細胞から原始生物まで-」
    • Place of Presentation
      東工大、大岡山、東京
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    • Invited
  • [Presentation] 大腸菌染色体複製サイクルと転写翻訳反応との統合再構成2016

    • Author(s)
      末次 正幸, 辻本 寛子, 高田 啓
    • Organizer
      第89回日本生化学会大会シンポジウム「生化学の基盤戦略:試験管内再構成」
    • Place of Presentation
      東北大、仙台、宮城
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    • Invited
  • [Presentation] 大腸菌ミニ染色体複製サイクルと転写・翻訳反応の再構成の試み2015

    • Author(s)
      高田啓、辻本寛子、末次正幸
    • Organizer
      「細胞を創る」研究会8.0
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市
    • Year and Date
      2015-11-12
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  • [Presentation] 環状人工ゲノム作製にむけた無細胞クローニング技術の開発2015

    • Author(s)
      成田康平、辻本寛子、末次正幸
    • Organizer
      「細胞を創る」研究会8.0
    • Place of Presentation
      大阪吹田市
    • Year and Date
      2015-11-12
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  • [Presentation] Enzymatic propagation of large DNA circles2015

    • Author(s)
      Su'etsugu, M
    • Organizer
      JST CREST-PRESTO joint international symposium
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2015-11-05
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 複製開始・終結・分離サイクルの統合再構成系における環状染色体のふるまい2015

    • Author(s)
      末次正幸、辻本寛子、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
      静岡県焼津市
    • Year and Date
      2015-10-19
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 染色体複製開始のタイミングと共役して遺伝子転写を抑制/促進する機構2015

    • Author(s)
      松本健佑、末次正幸
    • Organizer
      第23回DNA複製・組換え修復ワークショップ
    • Place of Presentation
      静岡県焼津市
    • Year and Date
      2015-10-19
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  • [Presentation] 大腸菌における細胞周期性転写活性制御機構の解析2015

    • Author(s)
      松本健佑、末次正幸
    • Organizer
      第12回 21世紀大腸菌研究会
    • Place of Presentation
      滋賀県大津市
    • Year and Date
      2015-06-04
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 染色体複製サイクル再構成における長鎖環状DNA増幅と核様体形成因子の効果2015

    • Author(s)
      高橋淳、辻本寛子、末次正幸
    • Organizer
      第12回 21世紀大腸菌研究会
    • Place of Presentation
      滋賀県大津市
    • Year and Date
      2015-06-04
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸菌遺伝子転写の細胞周期制御2014

    • Author(s)
      末次正幸、松本健佑、小林寛子
    • Organizer
      「細胞を創る」研究会7.0
    • Place of Presentation
      東京大学弥生キャンパス
    • Year and Date
      2014-11-14
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 大腸菌複製サイクルの繰り返しによるミニ染色体DNAの試験管内増幅2014

    • Author(s)
      末次正幸、松本健佑、小林寛子、片山勉
    • Organizer
      第11回 21世紀大腸菌研究会
    • Place of Presentation
      岩手県盛岡市繋字湯の館
    • Year and Date
      2014-06-05
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Book] 人工細胞の創製とその応用(植田充美 監修)2017

    • Author(s)
      末次正幸
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 環状DNAの複製または増幅方法2017

    • Inventor(s)
      末次正幸
    • Industrial Property Rights Holder
      末次正幸
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-037489
    • Filing Date
      2017-02-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 環状DNAの増幅方法2016

    • Inventor(s)
      末次正幸、小林寛子
    • Industrial Property Rights Holder
      末次正幸、小林寛子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-099157
    • Filing Date
      2016-05-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 環状DNAの増幅方法2014

    • Inventor(s)
      末次正幸、小林寛子
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人 立教大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2014-11-18
    • Related Report
      2014 Research-status Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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