枯草菌細胞周期を制御する因子の細胞内動態と因子間相互作用の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480212
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 小笠原 直毅 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 (10110553)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 和夫 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (70324978) ; 笠原 康裕 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (20273849) ; 守家 成紀 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教授 (40191051)
• Keywords: 枯草菌 / 蛋白質相互作用 / 複製開始 / 酵母2ハイブリッド系 / DNAヘリカーゼ / DnaA

Research Abstract

本研究の目的は、枯草菌の細胞周期を構成する染色体複製、染色体分配や細胞分裂に関与する因子の細胞内動態を細胞生物学的手法を用いて調べ、細胞周期進行に伴うその時間的、空間的変化を解析すると共にこれらの因子間の相互作用も解析し、細菌における細胞周期制御の全体像を明らかにすることである。
細菌では、染色体複製の開始制御が細胞周期全体の制御の中で中心的な役割を演じていることは分かっているが、その制御機構はまだ明らかにされていない。この制御機構を分子レベルで解明することを目的に、今年度は、まず枯草菌の染色体複製に関わる5因子間の相互作用を酵母2ハイブリッド系を用いて解析した。その結果、DnalはDNAヘリカーゼであるDnaCと強く相互作用することが分かった。Dnalの複製開始における役割はこれまで分かっていなかったが、今回の結果(DnaCヘリカーゼと強く結合する)から、DNA複製に必須なこのヘリカーゼを複製開始点に導入する役目を担っていると推測される。(Mol.Microbiol.に掲載)また、DnaDが複製開始の鍵因子DnaAと相互作用することも明らかとなった。DnaAは細菌に普遍的に存在し、複製開始点を認識して結合し、その領域のDNA二本鎖に部分開列を引き起こすと共に他の複製開始因子と協力してDNAヘリカーゼをこの開裂部分に導入する。DnaAと直接相互作用する因子としては、これまでに大腸菌のDNAヘリカーゼ(DnaB)しか知られていない。枯草菌では、酵母2ハイブリッド系を用いた今回の解析から、DNAヘリカーゼ(DnaC)はDnaAやDnaDと相互作用を示さなかった,このことから、DnaD-DnaA複合体がどのようにこのヘリカーゼと相互作用するのか、またDnaDはDnaAをどのように制卸するのかを明らかにすることが今後の課題である。(J.Bacteriol.に掲載)

Research Products

• [Publications] Ishigo-oka,D.: "DnaD protein of Bacillus subtilis interacts with DnaA,the initiator protein of replication."J.Bacteriol.. 183・6. 2148-2150 (2001)
• [Publications] Imai,Y.: "Subcellular localization of Dna-initiation proteins of Bacillus subtilis:evidence that chromosome replication begins at either edge of nucleoids."Mol.Microbiol.. 36・5. 1037-1048 (2000)