機能性非コードＤＮＡ領域が制御する分裂酵母接合型変換の動態解析

• Project Area: Functions of non-coding DNA region for genome integrity
• Project/Area Number: 24114506
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• 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): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000); Fiscal Year 2013: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: DNA組換え / 分裂酵母 / 接合型変換

Research Abstract

相同組換えは生物に普遍的な生命現象であり、生物種多様性に寄与する一方で、DNA修復を通してゲノム安定維持にも深く関与している。相同組換え反応の諸段階はタンパク質レベルでの理解が深まりつつあるが、よりマクロな視点、すなわち、核内での反応理解という点においては、未だ不明な点が多く残されている。分裂酵母の接合型変換は、このDNA組換え反応時の染色体動態解析に適したモデルの一つと考えられる。
分裂酵母の接合型にはP(Plus)とM(Minus)があり、mat1遺伝子座に入る遺伝情報によって決定される。ホモタリックな野生型株の接合型変換は、mat1遺伝子座とサイレントな遺伝子座(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の候補となりうるが、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いる。前年度に実施した、P細胞とM細胞の３Ｃ解析により、接合型遺伝子座の空間配置が異なることを見出した。
本年度は、接合型変換の方向性制御に関わるタンパク質の局在をChIP-seq法により解析した。その結果、既報のChIP解析よりも高い解像度でSwi2の局在が観察でき、接合型遺伝子座の特定の領域の重要性が示唆された。さらに、それぞれの接合型におけるChIP-seq解析から、P細胞とM細胞でSwi2の局在パターンが異なることが明らかになった。興味深いことに、Swi2の局在パターンと前述の空間配置に相関がみられ、Swi2が空間配置に関与することが示唆された。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [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
• [Journal Article] 3’ fragment of miR173-programmed RISC-cleaved RNA is protected from degradation in a complex with RISC and SGS3 (2013)
  • Author(s): Manabu Yoshikawa
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume: 110 Issue: 10 Pages: 4117-4122
  • DOI: 10.1073/pnas.1217050110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanistic insights into the activation of Rad51-mediated strand exchange from the structure of a recombination activator, the Swi5-Sfr1 complex (2013)
  • Author(s): N.Kuwabara, Y.Murayama, H.Hashimoto, Y.Kokabu, M.Ikeguchi, M.Sato, K.Mayanagi, Y.Tsutsui, H.Iwasaki,and T.Shimizu
  • Journal Title: Structure Volume: 20 Issue: 3 Pages: 440-449
  • DOI: 10.1016/j.str.2012.01.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RNA interference regulates the cell cycle checkpoint through the RNA export factor, Ptr1, in fission yeast. (2012)
  • Author(s): Iida T
  • Journal Title: BBRC Volume: 427 Issue: 1 Pages: 143-147
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.09.027
  • Peer Reviewed
• [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] 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] 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] 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 on New Frontier of the Research on RecA-family recombinases and their accessory proteins
  • Place of Presentation: hotel Mercure Nantes Central (Nantes, France)
• [Presentation] 分裂裂酵母 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: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
• [Presentation] 分裂酵母接合型変換におけるドナー選択機構の解析 (2012)
  • Author(s): 筒井康博
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡（福岡県）
  • Year and Date: 2012-12-11
• [Presentation] Dual roles of fission yeast F-box DNA helicase Fbh1 during homologous recombination (2012)
  • Author(s): Yasuhiro Tsutsui, Yumiko Kurokawa, Hiroshi Iwasaki
  • Organizer: The 8th 3R Symposium
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台（兵庫県）
  • Year and Date: 2012-11-25
• [Presentation] 相同組換えにおけるFbh1の２つの機能 (2012)
  • Author(s): 筒井康博
  • Organizer: 国立遺伝学研究所研究集会「遺伝情報の安定性を支える分子メカニズム」
  • Place of Presentation: 国立遺伝学研究所（静岡県）
  • Year and Date: 2012-10-03