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2021 Fiscal Year Annual Research Report

ATP依存性リコンビナーゼによるDNA鎖交換反応の統合的理解

Research Project

Project/Area Number 18H03985
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

岩崎 博史  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60232659)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
KeywordsRad51 / MRN複合体 / Ctp1 / Rrp1 / Rad52 / 相同組換え / 分裂酵母 / ナガニシア酵母
Outline of Annual Research Achievements

相同組換えの中心反応は、ATPをコファクターとするRecA ファミリーリコンビナーゼ(ATP依存的組換え酵素)によるDNA鎖交換反応である。このファミリータンパク質は、単鎖と数珠状に結合したプレシナプティックフィラメントを形成し、ドナー二重鎖DNAに対する相同性検索とDNA鎖の交換を行う。本申請研究では、様々な代表的ATP依存的組換え酵素について普遍性と特異性の検証、相同性認識におけるストリンジェンシー制御機構と補助因子による活性化機構を明らかにすることを目的としている。また、リコンビナーゼによる鎖交換反応の基質の生成機構についても明らかにしようとしている。当該年度は、次の成果を得た。
(1) リコンビナーゼによる鎖交換反応の基質の生成機構は、MRN-Ctp1/CtIPが重要な働きをしている。本期間では、分裂酵母Ctp1のC末端15アミノ酸が、Mre11のエンドヌクレアーゼ活性を促進することを見出し、ヒト細胞にも共通する普遍的なMRN制御機構を明らかにした (Zdravkovic et al, PNAS)。
(2) Rrp1タンパク質はトランスロケース活性とユビキチンリガーゼ活性を有するユニークなタンパク質である。この2種類を活性によってRad51 を制御していることを明らかにした(Muraszko et al, Nucleic Acids Res)。
(3) 担子菌酵母ナガニシアにおいて、Rad51とRad52タンパク質は異なる遺伝的経路で遺伝子ターゲッティングに働くことを明らかにした (Palihati et al, Curr. Genet)。
(4) 分裂酵母の相同組換えに関与するタンパク質について概説した (Tsubouchi et al, Curr Opin Genet Dev)。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Wrocklaw(ポーランド)

    • Country Name
      POLAND
    • Counterpart Institution
      University of Wrocklaw
  • [Int'l Joint Research] 国立台湾大学(その他の国・地域(台湾))

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      国立台湾大学
  • [Journal Article] A novel motif of Rad51 serves as an interaction hub for recombination auxiliary factors2021

    • Author(s)
      Afshar Negar、Argunhan Bilge、Palihati Maierdan、Taniguchi Goki、Tsubouchi Hideo、Iwasaki Hiroshi
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 10 Pages: e64131

    • DOI

      10.7554/eLife.64131

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A conserved Ctp1/CtIP C-terminal peptide stimulates Mre11 endonuclease activity2021

    • Author(s)
      Zdravkovi? Aleksandar、Daley James M.、Dutta Arijit、Niwa Tatsuya、Murayama Yasuto、Kanamaru Shuji、Ito Kentaro、Maki Takahisa、Argunhan Bilge、Takahashi Masayuki、Tsubouchi Hideo、Sung Patrick、Iwasaki Hiroshi
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 118 Pages: e2016287118

    • DOI

      10.1073/pnas.2016287118

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rrp1 translocase and ubiquitin ligase activities restrict the genome destabilising effects of Rad51 in fission yeast2021

    • Author(s)
      Muraszko Jakub、Kramarz Karol、Argunhan Bilge、Ito Kentaro、Baranowska Gabriela、Kurokawa Yumiko、Murayama Yasuto、Tsubouchi Hideo、Lambert Sarah、Iwasaki Hiroshi、Dziadkowiec Dorota
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 49 Pages: 6832~6848

    • DOI

      10.1093/nar/gkab511

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Homology length dictates the requirement for Rad51 and Rad52 in gene targeting in the Basidiomycota yeast Naganishia liquefaciens2021

    • Author(s)
      Palihati Maierdan、Tsubouchi Hideo、Argunhan Bilge、Kajitani Rei、Bakenova Omirgul、Han Yong-Woon、Murayama Yasuto、Itoh Takehiko、Iwasaki Hiroshi
    • Journal Title

      Current Genetics

      Volume: 67 Pages: 919~936

    • DOI

      10.1007/s00294-021-01201-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Post-translational modification of factors involved in homologous recombination2021

    • Author(s)
      Argunhan Bilge、Iwasaki Hiroshi、Tsubouchi Hideo
    • Journal Title

      DNA Repair

      Volume: 104 Pages: 103114~103114

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2021.103114

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Biochemical properties of fission yeast homologous recombination enzymes2021

    • Author(s)
      Tsubouchi Hideo、Argunhan Bilge、Iwasaki Hiroshi
    • Journal Title

      Current Opinion in Genetics & Development

      Volume: 71 Pages: 19~26

    • DOI

      10.1016/j.gde.2021.06.006

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] BRCA2を持つ担子菌Naganishia liquefaciens(ナガニシア酵母)を用い た相同組換え機構の生化学的理解2021

    • Author(s)
      坪内英生、Palihati Maierdan、青木陸登、岩﨑博史
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第54回研究報告会
  • [Presentation] Phosphorylation-regulated Ctp1 C-terminus activation of Mre11-Rad50- Nbs1 complex2021

    • Author(s)
      Aleksandar Zdravkovic 、伊藤健太郎、丹羽達也 、金丸周司 、 坪内英 生、岩崎博史
    • Organizer
      日本遺伝学会第93回大会
  • [Presentation] The genetic requirement in homologous recombination-mediated gene targeting in Basidiomycota yeast2021

    • Author(s)
      Maierdan Palihati、 Hideo Tsubouchi、 and Hiroshi Iwasaki
    • Organizer
      日本遺伝学会第93回大会
  • [Presentation] 分裂酵母Rad51 によるヘテロ二重鎖DNA 形成の分子メカニズムの解析2021

    • Author(s)
      伊藤健太郎、岩崎博史
    • Organizer
      第26 回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
  • [Presentation] Genetic analysis of homologous recombination-mediated gene targeting in the Basidiomycota yeastNaganishia liquefaciens2021

    • Author(s)
      Maierdan Palihati, Hideo Tsubouchi, and Hiroshi Iwasaki
    • Organizer
      第26 回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
  • [Presentation] Molecular Mechanism of Mre11-Rad50-Nbs1 Complex Activation by CtIP/Ctp12021

    • Author(s)
      Aleksandar Zdravkovic, Hideo Tsubouchi, and Hiroshi Iwasaki
    • Organizer
      第26 回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
  • [Presentation] FRET-based real-time analysis provides new insights into Rad51-driven DNA strand exchange reaction.2021

    • Author(s)
      Iwasaki H
    • Organizer
      FilaVisu Workshop -Exploring polymorphisms in oligomeric, macromolecular machines using integrative and interactive approaches-.
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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