2016 Fiscal Year Annual Research Report
ＤＮＡ複製におけるポリメラーゼ群の協調的機能のゲノム科学的解析
| Project/Area Number |
16H06151
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
大学 保一 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80619875)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | DNA複製 / DNAポリメラーゼ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度においては，ゲノムを網羅して誤りがちなＤＮＡポリメラーゼPolζの機能を解析するために必要な酵母株の作成をおこなった．ポリメラーゼ活性部位を変異させリボヌクレオチドを高頻度で取り込むポリメラーゼをデザインし，細胞内で発現させ，対象となるポリメラーゼによる合成をリボヌクレオチドでマークする必要がある．PolζはPolε，Polδと同様にB-family DNA polymeraseに属する．先行研究で構築されたリボヌクレオチドを取り込む変異Polε，Polδの配列情報をもとにPolζの変異を導入するべき位置を同定し，変異体を作成した．その結果，作成した変異PolζがＤＮＡポリメラーゼの機能を維持していることが確かめられ，変異PolζによるゲノムＤＮＡ中へのリボヌクレオチドの取り込みを観察することができた．この変異Polζ株で，ゲノムを網羅してリボヌクレオチド取り込みを解析した結果，PolζよりＤＮＡ複製への関与する確率が高まるゲノム領域を同定することができた．同時に，様々な複製機能に関わる変異体等でのPolζ機能解析から，Polζを制御する仕組みが明らかになるつつある．
同時に，１細胞を対象としたＤＮＡポリメラーゼ機能解析を実現へ向けた準備を行った．第一にリボヌクレオチド取り込み部位解析時に作成する次世代シークエンサー解析用のライブラリＤＮＡを１細胞由来から作成する必要がある．本年度は繰越期間を含めて，酵母株より，全ゲノム増幅の方法の最適化を行った．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までのところ，計画を行っていた通り，ＤＮＡポリメラーゼPolζの機能解析が進展し，誤りがちなＤＮＡポリメラーゼがＤＮＡ複製に関与する仕組みを解明する上で非常に有用なデータが得られている．１細胞を対象とした機能解析は段階的に進行している状況である．
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は，次年度以降の計画にある通り，酵母に加えて，線虫，および，ヒト培養細胞を使用して，ゲノムを網羅したＤＮＡポリメラーゼ機能の解析を行う．これらを材料を使用することにより，細胞の老化やがん化に伴って起きるＤＮＡ複製機構の変化の解明に向けた重要な実験データが得らえると期待される．同時に，比較的ゲノムＤＮＡの大きな生物，細胞を使用することにより，１細胞を対象とした実験において，ゲノムＤＮＡの増幅がより容易に行えると考えられる．
|
