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枯草菌細胞内への細胞周期回路の人工合成

Publicly Offered Research

Project AreaSynthetic biology for the comprehension of biomolecular networks
Project/Area Number 24119513
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionRikkyo University (2013)
Kyushu University (2012)

Principal Investigator

末次 正幸  立教大学, 理学部, 准教授 (00363341)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Fiscal Year 2013: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2012: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
KeywordsDNA複製 / 細菌
Research Abstract

大腸菌染色体複製開始蛋白質DnaAは、活性型と不活性型の割合が細胞周期を通じて変動する。このDnaA活性オシレーションは複製開始のタイミングを保証するだけでなく、遺伝子転写制御にも機能している。本研究では、枯草菌という異種細胞内への合成的なアプローチによって、大腸菌DnaA活性の周期動態を再現し、その作動原理を理解することを目指して検討を行った。DnaA活性オシレーションにおいては、複製装置因子クランプのDNA上への装着・解離の動態が重要である。複製とともにDNA上には多数のクランプ分子が蓄積する。このDNA装着型クランプに依存してDnaAの不活性化反応が導かれる。複製終結後、クランプがDNAから解離すると、この不活性化は解除される。我々はまず、大腸菌クランプのDNA上への装着・解離の動態を枯草菌細胞内において再現することができるか蛍光顕微鏡を用い、検討した。枯草菌内に発現させた大腸菌クランプについて、低効率ながらもうまくその染色体DNA上への装着を導く事が可能であった。このDNA装着は枯草菌の染色体複製周期に依存しており、複製終結後にクランプがDNAから解離して、細胞全体に拡散する様子も捉えることに成功した。続いて大腸菌DnaAについても枯草菌への導入を検討した。これは細胞増殖阻害を導くものであったが、うまく発現量を抑える事で、その導入が可能であった。また、導入されたDnaAについて枯草菌核様体上への局在化が見られた。次に我々は、細胞内におけるDnaAの活性レベルを検出する系の開発を進めた。DnaAの転写制御活性を利用すれば、その活性変動を蛍光によりリアルタイム検出できると考え、独自のDnaA ChIP-seq解析の結果も踏まえ、検出系を構築した。そして、大腸菌をもちいた検討により、この系が細胞内DnaAの活性変動を検出する上で有用である事を示す事ができた。

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。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] The DnaA N-terminal domain interacts with Hda to facilitate replicase clamp-mediated inactivation of DnaA2013

    • Author(s)
      Su'etsugu, M., Harada, Y., Keyamura, K., Matsunaga, C., Kasho, K., Abe, Y., Ueda, T. and Katayama, T.
    • Journal Title

      nviron. Microbiol.

      Volume: (印刷中) Issue: 12 Pages: 3183-3195

    • DOI

      10.1111/1462-2920.12147

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 再構成アプローチによる大腸菌染色体複製周期の解析2014

    • Author(s)
      末次 正幸、小林 寛子、松本 健佑、片山 勉
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会シンポジウム「ゲノム改変による潜在能力覚醒を基にした細菌研究の新展開」
    • Place of Presentation
      明治大学(神奈川)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 精製蛋白質によって再構成される大腸菌染色体の複製サイクル2013

    • Author(s)
      末次 正幸、片山 勉
    • Organizer
      第10回 21世紀大腸菌研究会
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺(静岡)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] バクテリア染色体複製のリズム2013

    • Author(s)
      末次 正幸
    • Organizer
      生物リズム若手研究者の集い2013
    • Place of Presentation
      四季の宿ぽぷら(山梨)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ゲノムスケールのDNA結合領域解析から探る大腸菌複製開始蛋白質DnaAの機能と制御2013

    • Author(s)
      末次 正幸、小林 寛子、片山 勉
    • Organizer
      新学術領域「ゲノム支援」2013年度拡大班会議
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] An approach to reconstruction of cell cycle oscillation of DnaA activity for replication initiation and transcription regulation2013

    • Author(s)
      Su'etsugu, M., Kobayashi, H. and Katayama, T.
    • Organizer
      CBI学会2013年大会 -生命医薬情報学連合大会-
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌染色体「複製サイクル」再構成にむけた試験管内反応系2013

    • Author(s)
      末次 正幸、小林 寛子、藤光 和之、片山 勉
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会ワークショップ「ボトムアップテクノロジーで細胞システムは創れるのか?」
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 試験管内再構成系における大腸菌ミニ染色体複製の開始―伸長―終結サイクル2012

    • Author(s)
      末次正幸(代表者)、片山 勉
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福 岡
    • Year and Date
      2012-12-14
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌ミニ染色体複製の試験管内再構成における粗画分系と精製系の解析2012

    • Author(s)
      末次正幸(代表者)、片山 勉
    • Organizer
      日本遺伝学会第84回大会 ワークショップ「細胞創成に向けた遺伝子とゲノムデ ザインのシナリオ」
    • Place of Presentation
      福 岡
    • Year and Date
      2012-09-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 枯草菌染色体複製とその開始制御におけるDnaNクランプの役割2012

    • Author(s)
      末次正幸(代表者)、Jeff Errington
    • Organizer
      第24回日本薬学会微生物シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2012-09-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 枯草菌DnaNクランプの染色体複製開始制御における役割2012

    • Author(s)
      末次正幸(代表者)、Jeff Errington
    • Organizer
      グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • Place of Presentation
      焼津
    • Year and Date
      2012-08-30
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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