2019 Fiscal Year Annual Research Report
複製ヘリカーゼ導入を軸とした複製開始機構と複製開始制御システムの分子機構の解明
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17H03656
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
片山 勉 九州大学, 薬学研究院, 教授 (70264059)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 蛋白質 / 細菌 / 遺伝子 / 分子機械 / AAA+ファミリー / DNA複製開始 / 高次複合体 / 試験管内再構成系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸菌の複製開始複合体は、複製起点DNA、開始因子DnaA蛋白質、DiaA蛋白質、IHF蛋白質から成り、DNAの１本鎖化と複製へリカーゼDnaBの１本鎖DNAへの導入を進める。研究計画[１] 「複製起点へのDnaBヘリカーゼの導入の分子機構の解明」では、開始複合体におけるDnaA, DnaB, DiaAの相互作用機構とその制御機構を中心に解析する。また、研究計画 [２] 「DnaA制御システムにおける適時的な機能制御の分子機構の解明」では、DnaA活性を制御するDARS系、および、DDAH系におけるDnaA複合体動態、および、IHF結合動態とその制御機構を中心に解析する。研究期間の最終年度となった2019年度は以下のような実績があった。
[１] 複製起点へのDnaBヘリカーゼの導入の分子機構の解明
昨年度の成果をもとに複製起点DNAとDnaA-DnaB複合体との相互作用、および、DnaAとDnaBとの相互作用について解析を進め、新たな分子機構を見出した。これらについては学会発表を行った。なおDnaA-DnaB間相互作用については昨年度から発展して今年度はDnaB側に着目して解析した。さらにDnaBとヘリカーゼローダーDnaCとの相互作用機構について構造生物学者との共同研究により解明し論文発表した。加えて酵母菌ORC（複製起点認識複合体）と１本鎖DNAとの相互作用動態について論文発表した。
[２] DnaA制御システムにおける適時的な機能制御の分子機構の解明
DnaA活性を制御する非コードDNA因子DARSやdatAで形成されるDnaA高次複合体について、さらに解析を進めた。特にDARSに関しては学会発表のみならず、論文発表を行った。この論文は専門家団体（F1000Prime）により高く評価された。また、これらのDNA因子を制御する新たな因子の探索についても学会発表した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Crystal structure of the complex of the interaction domains of E. coli DnaB helicase and DnaC helicase loader: Structural basis implying a distortion-accumulation mechanism for the DnaB ring opening caused by DnaC binding2020
Author(s)
Nagata, K., Okada, A., Ohtsuka, J., Ohkuri, T., Akama, Y., Sakiyama, Y., Miyazaki, E., Horita, S., Katayama, T., Ueda, T., and Tanokura, M.
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Journal Title
J. Biochem.
Volume: 167
Pages: 1-14
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A novel mode of DnaA-DnaA interaction promotes ADP dissociation for reactivation of replication initiation activity2019
Author(s)
Sugiyama, R., Kasho, K., Miyoshi, K., Ozaki, S., Kagawa, W., Kurumizaka, H., and Katayama, T
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Journal Title
Nucleic Acids Res.
Volume: 47
Pages: 11209-11224
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Specific basic patch-dependent multimerization of S. cerevisiae ORC on single-stranded DNA promotes ATP hydrolysis2019
Author(s)
Kawakami, H., Muraoka, R., Ohashi, E, Kawabata, K., Kanamoto, S., Chichibu, T., Tsurimoto, T., and Katayama, T.
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Journal Title
Genes Cells
Volume: 24
Pages: 608-618
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Dynamic mechanisms of higher-order complexes for replication initiation and regulation of the E. coli genome2019
Author(s)
Tsutomu Katayama, Kenya Miyoshi, Chihiro Hayashi, Ryusei Yoshida, Ryo Sugiyama, Ryuji Sakai, Yukari Sakiyama, Kazutoshi Kasho, Hironori Kawakami, Shogo Ozaki, Mariko Nagata
Organizer
第92回日本生化学会大会 シンポジウム「新しいゲノムの姿とその維持機構のフレキシビリティ」
Int'l Joint Research
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[Presentation] Single-stranded DNA binding of replication initiator in budding yeast2019
Author(s)
Kawakami, H., Muraoka, R., Kurihara, T., Chichibu, T., Kanamoto, S., Kawabata, K., Ohashi, E., Tsurimoto, T., Katayama, T.
Organizer
第42回日本分子生物学会年会 Workshop "New Frontiers in Studies of DNA Replication"
Int'l Joint Research
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