Molecular mechanisms of DNA strand exchange reaction driven by eukaryotic RecA family recombinases

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16039
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 43010:Molecular biology-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Ito Kentaro 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (60837128)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 相同組換え / Rad51 / DNA鎖交換反応 / RecAファミリーリコンビナーゼ

Outline of Final Research Achievements

Homologous recombination is a biological mechanism that is essential for the maintenance of genetic information and is conserved in all species. DNA strand exchange reaction catalyzed by RecA family recombinases is a central step of homologous recombination. However, it has been unclear how homologous DNA sequences are recognized and how DNA strands are exchanged by recombinases. In this study, to clarify the molecular mechanism of this reaction, we generated many mutants of Rad51, a eukaryotic RecA family recombinase, and analyzed DNA strand exchange reaction in real-time.

Free Research Field

生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

相同組換えの機能不全は発ガンや不妊の原因になり、近年ではゲノム編集の際にも重要な役割を果たしていると考えられている。特にRad51リコンビナーゼは乳ガンの原因遺伝子であるBRCA2と直接相互作用しており、ガンのマーカーや抗ガン剤の標的として注目されている。本研究によって明らかになったRad51リコンビナーゼによるDNA鎖交換反応の分子機構は、発ガンのメカニズムの理解に貢献することが期待される。また、この研究で新たに構築したリコンビナーゼの酵素活性をリアルタイムで定量的に解析する手法は抗ガン剤の評価にも有用であると考えられる。