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DNA損傷部位で停止した転写装置が及ぼす複製フォークの進行阻害とその回復機構

Publicly Offered Research

Project AreaCoupling of replication, repair and transcription, and their common mechanism of chromatin remodeling
Project/Area Number 25131713
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

真木 寿治  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (20199649)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords染色体再編・維持 / 遺伝的不安定性 / 複製フォーク
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、DNA損傷により停止した転写装置がDNA複製フォークの進行にどのような影響を与えるのかを分子レベルで解明し、転写装置により進行が阻害されたDNA複製がどのようにして回復するのかを明らかにすることである。本研究では、バルキーアダクトDNA損傷としてベンツピレン付加体を用い、leading鎖およびlagging鎖に導入した鋳型DNAを調製することとしていた。昨年度の研究により、特定の部位にベンツピレン付加体を導入した鋳型DNAを用いた複製フォークの進行の阻害および回復の過程の詳細を明らかにした。しかし、in vitro oriCプラスミドDNA複製系での複製産物を詳細に検討した結果、複製を開始した分子の大部分が特定の長さまで伸長反応を進めた後で停止していることが明らかとなった。その後の解析から、これは複製フォークの進行に伴う正の超らせんの蓄積が原因であることが判明し、DNAジャイレースがそれ以降の複製フォークの進行に重要な働きを持つことが明らかとなった。鋳型の超らせん状態はRNAポリメラーゼのプロモーター結合や転写反応の進行にも大きな影響を及ぼすことが考えられる。そこで、本年度では、DNAジャイレースを含まない反応系で複製装置と鋳型DNAの複合体を形成させた後に、その複合体を分離する実験系の開発を試みた。タグを付加したTusタンパク質を用いて、ter配列を含むoriCプラスミドをアフィニティビーズで分離する実験系を構築し、分離された複製中間体複合体がDNAジャイレースを再添加することにより、複製フォークの進行が再開することを確認した。今後は、この系を用いて、DNA損傷を持つ鋳型DNA上での複製フォークのダイナミクスについて詳細な解析を行う。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Recombinase and translesion DNA polymerase decrease the speed of replication fork progression during the DNA damage response in Escherichia coli cells.2015

    • Author(s)
      Tan K.W., Pham M.T., Furukohri A, Maki H. and Akiyama T.M.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 43 Issue: 3 Pages: 1715-1725

    • DOI

      10.1093/nar/gkv044

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] DNA polymeraes IV mediates efficient and quick recovery at N2-dG adducts.2014

    • Author(s)
      Ikeda M, Furukohri A, Philippin G, Loechler E, Akiyama MT, Katayama T, Fuchs RP, Maki H.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 42 Issue: 13 Pages: 8461-8472

    • DOI

      10.1093/nar/gku547

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A single-molecule approach to DNA replication in Escherichia coli cells demonstrated that DNA polymerase III is a major determinant of fork speed.2013

    • Author(s)
      Pham M.T., Tan K.W., Sakumura Y., Okumura K., Maki H. and Akiyama T.M.
    • Journal Title

      Molecular Microbiology

      Volume: 90 Issue: 3 Pages: 584-596

    • DOI

      10.1111/mmi.12386

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大腸菌のSOS応答による複製フォークの進行速度の低下2014

    • Author(s)
      Tang Kang Wei、Pham Minh Tuan、古郡麻子、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
    • Organizer
      第37回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜・神奈川県・横浜市
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Escherichia coli DNA polymerase IV mediates quick recpovery of repliaction forks stalled at N2-dG adducts.2014

    • Author(s)
      Furukohri, A., Ikead, M., Akiyama, M., Katayama, T., Fuchs R.P., and Maki, H.
    • Organizer
      The 9th 3R International Symposium
    • Place of Presentation
      御殿場高原ホテル・静岡県・御殿場市
    • Year and Date
      2014-11-11 – 2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A single molecule approach to DNA replication in Escherichia coli cells demonstrated that DNA polymerae III is a major determinant of fork speed.2014

    • Author(s)
      Pham, TM., Tan, K.W., Sakumura, Y., Okumura,K., Furukohri, A., Maki, H.,and Akiyama, T.M.
    • Organizer
      The 9th 3R International Symposium
    • Place of Presentation
      御殿場高原ホテル・静岡県・御殿場市
    • Year and Date
      2014-11-11 – 2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌損傷乗り越え型 DNA Polymerase IV の複製フォークにおける役割2014

    • Author(s)
      古郡麻子、池田美央、西川義人、秋山昌広、片山 勉、Robert P. Fuchs、真木寿治
    • Organizer
      日本遺伝学会 第86回大会
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学・滋賀県・長浜市
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌のSOS応答による複製フォーク速度の減速2014

    • Author(s)
      Tang Kang Wei、Pham Minh Tuan、古郡麻子、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
    • Organizer
      日本遺伝学会 第86回大会
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学・滋賀県・長浜市
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A short CCG run in the Huntingtin gene is an obstacle for replicative DNA polymerases, potentially hampering fork progression.2014

    • Author(s)
      Hang, L.P., Furukohri, A., Masuda, Y., Maki, S., Katayama, T., Fuchs R.P., and Maki, H.
    • Organizer
      DNA polymerases: Biology, Diseases and Biomediacal Appliatiuon Conference 2014
    • Place of Presentation
      Robinson college, Cambridge (England)
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Escherichia coli DNA polymerase IV mediates quick recpovery of repliaction forks stalled at N2-dG adducts.2014

    • Author(s)
      Furukohri, A., Ikead, M., Akiyama, M., Katayama, T., Fuchs R.P., and Maki, H.
    • Organizer
      DNA polymerases: Biology, Diseases and Biomediacal Appliatiuon Conference 2014
    • Place of Presentation
      Robinson college, Cambridge (England)
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A single molecule approach to DNA replication in Escherichia coli cells demonstrated that DNA polymerae III is a major determinant of fork speed.2014

    • Author(s)
      Pham, TM., Tan, K.W., Sakumura, Y., Okumura,K., Furukohri, A., Maki, H.,and Akiyama, T.M.
    • Organizer
      DNA polymerases: Biology, Diseases and Biomediacal Appliatiuon Conference 2014
    • Place of Presentation
      Robinson college, Cambridge (England)
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌細胞におけるDNA複製フォークの進行速度に関する一分子解析.2013

    • Author(s)
      Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
    • 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、神戸市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌細胞における複製フォークの進行速度に関する一分子解析.2013

    • Author(s)
      Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
    • 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、仙台市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌 Pol IV の働きにより複製フォークはN2-dG DNA損傷を効率よく乗り越えて進行を続ける2013

    • Author(s)
      古郡麻子、池田美央、秋山昌広、片山 勉、Robert P. Fuchs、真木寿治
    • 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、仙台市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 自然突然変異とDNAポリメラーゼの分子機構研究2013

    • Author(s)
      真木寿治
    • Organizer
      日本遺伝学会 第85回大会
    • Place of Presentation
      慶応大学日吉キャンパス、横浜市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A sequence flanking CAG/CTG trinucleotide repeats in the gene responsible for Hiungtington's disease has a potential for blocking DNA polymerases and may cause the replication fork arrest.2013

    • Author(s)
      Phuong Hang Le、古郡麻子、増田雄司、片山 勉、真木智子、真木寿治
    • Organizer
      日本遺伝学会 第85回大会
    • Place of Presentation
      慶応大学日吉キャンパス、横浜市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA polymerase III is a major determinat of replication fork speed in Escherichia coli.2013

    • Author(s)
      Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
    • Organizer
      日本遺伝学会 第85回大会
    • Place of Presentation
      慶応大学日吉キャンパス、横浜市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌細胞のDNA複製フォーク速度の単分子解析.2013

    • Author(s)
      Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
    • Organizer
      日本遺伝学会 第85回大会
    • Place of Presentation
      慶応大学日吉キャンパス、横浜市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌細胞のDNA複製フォーク速度の単分子解析.2013

    • Author(s)
      Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
    • Organizer
      第10回 21世紀大腸菌研究会
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺、伊豆市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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

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