2009 Fiscal Year Annual Research Report
DNA組換えにおける、相同性識別忠実度を支配する分子機構
| Project/Area Number |
19370004
|
|---|
| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
柴田 武彦 The Institute of Physical and Chemical Research, 柴田遺伝制御科学研究室, 上席研究員 (70087550)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
美川 務 独立行政法人理化学研究所, 城生体金属科学研究室, 専任研究員 (20321820)
井上 仁 独立行政法人理化学研究所, 柴田遺伝制御科学研究室, 協力研究員 (10469893)
|
|---|
| Keywords | ゲノム構築・機能・再編・発現・維持 / 相同DNA組換え / RecA / Rad51型相同的対合蛋白質 / 相同DNA組換え酵素 / 組換えメディエーター / ヘテロ二重鎖形成 / 並行三重鎖DNA / DNAトポロジー |
|---|
| Research Abstract |
相同的組換えは、遺伝情報の維持と多様化という相反する機能を担う。一対のDNAの塩基配列相同性を識別してヘテロ二重鎖組換え中間体をつくる相同DNA対合蛋白質の、数千塩基対にも及ぶ相同性の識別と、相同性識別忠実度の制御解明が本研究の当初の目的である。そこで高忠実度相同性識別を行なうRecA/Rad51型蛋白質と、ATP分解活性をもたず、識別が甘いと考えられるRecO,Rad52などの相同対合蛋白質とを比較解析してきた。生体内でRecA/Rad51の結合を阻害する単鎖DNA結合蛋白質(SSB/RPA)で覆われた単鎖DNA領域へRecA/Rad51を載せるのが、RecO,Rad52のもう一つの顔である組換えメディエーターである。組換えメディエーターの全てがATP不要の相同対合活性をもつが、意義は不明である。昨年度、ミトコンドリアでRecAを伴わずに相同DNA組換えを行うATP不要型相同対合蛋白質Mhr1が、RecAやRad51と全く異なる機構で、Dループではなく三重鎖DNAと考えられる反応産物を作ることを明らかにした。特に重要な点は、周囲に左巻きの超らせんを生じるRecA/Rad51の場合と異なり、トポロジカルな影響を周囲に与えずに相同対合をおこなうという、反応機構の本質に関わる意外な特性である。そこで、ヒトRAD51とATP不要型相同対合蛋白質であるRecO,Mhr1に加えてウイルスのRecTについて相同対合中間体である蛋白質・単鎖DNA複合体中の単鎖DNA構造をNMRで比較解析したところ、全て共通に先にRecAについて明らかにした特異な伸長構造をとっており、それは、一昨年解かれたRecA-単鎖DNA複合体結晶中の単鎖DNAの構造と共通であった。そこで、相同DNA対合、それが必須な相同DNA組換えは蛋白質の機能ではなくDNA分子固有の機能であるという我々の主張が裏付けられた。
|
