Dynamic mechanisms of the replicative helicase loading in the E. coli chromosomal replication origin oriC

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K23729
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Nagata Mariko 九州大学, 薬学研究院, 助教 (60843787)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 染色体複製 / 大腸菌

Outline of Final Research Achievements

In all three domains of life, chromosomal DNA carries their genetic information. Therefore, understanding of mechanisms of its replication is important. The initiation of bacterial DNA replication requires unwinding of the double helix at a replication origin sequence, which is sustained by higher-order nucleoprotein complexes constructed on the origin. Loading of the replicative helicase on the unwound DNA functions as a platform for formation of sister replisomes, leading to bidirectional chromosomal replication. To clarify the mechanism of the replicative helicase loading, we investigated the roles of the nucleoprotein complex constructed on the right half of oriC. We found that construction of the complex stimulates the helicase loading.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞性生物にとって、染色体複製は遺伝情報継承のために必須である。染色体複製を開始するためには、複製ヘリカーゼが正しい方向に導入される必要がある。その分子機構には生物種間で多様性がある可能性もあるが、複製ヘリカーゼ装着機構の解明は、種間の違いの意味を理解する事実の発見だけでなく、生物共通の原理および原則の発見にも繋がる。モデル生物として用いる大腸菌は、生物学的知見の蓄積が大きい生物であり、染色体複製開始機構の研究が最も進んでいる生物の一つでもある。さらに病原性細菌種は大腸菌と進化的に近縁なものも多く、本研究から明らかになった分子機構は、新規制御因子を標的とした新規抗菌剤開発にも発展しうる。