2020 Fiscal Year Research-status Report
高リスク型ゲノム構造によるゲノム蛋白群の動的集合と機能制御
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20K06560
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| Research Institution | Tokyo University of Science, Yamaguchi |
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Principal Investigator |
川上 広宣 山陽小野田市立山口東京理科大学, 薬学部, 准教授 (50403952)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 高リスク型DNA / ORC / 染色体複製 / 機能構造解析 / DNA結合蛋白 / ゲノミクス解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は微生物の増殖機構に関する解説記事を執筆し、昨年度に報告した一本鎖DNA上での出芽酵母ORCの機能構造分化と制御(Kawakami et al., 2019, Genes Cells)を更に発展させた。ORCは複製起点DNA二重鎖らせんの認識に必須な蛋白複合体であり、我々が最大サブユニットOrc1内に見いだしたモチーフeukaryotic origin sensor (EOS)は、基質DNAが二重らせんか一本鎖かによってORCの機能構造分化をもたらす(Kawakami et al., 2015, Sci. Rep.; Kawakami et al., 2019)。細胞内には一本鎖DNAを含め、二重らせんよりも高リスクとされる種々の非典型DNA構造が存在する。
そこで、非典型DNA構造のORC制御における役割を解析するため、我々は非典型DNAとORCとの結合能を精製蛋白質を用いた試験管内再構成系(Kawakami et al., 2015他)で詳細に解析した。その結果、従来非特異的とされていた非典型DNAとORCとの結合能がより特異性を持つことを示唆する知見を得た。我々の情報解析では非典型DNAとORCとが特異的なゲノム部位で結合することを示唆しており(Kawakami et al., 2019)、今回の生化学的知見は上述の我々の報告とよく整合している（論文執筆中）。
次に、解析対象となる非典型DNAの種類やORCサブユニットを拡張した解析も進めた。我々はORCの非典型DNA結合能を制御する特異的核酸構造を見いだした。また、ORCの非典型DNAとの結合能に必要な機能構造を探索し、とあるサブユニットと独立して起こることを見いだした。更に、染色体複製とは異なる機能を持つ二重鎖DNA結合蛋白質が非典型DNAにも結合することを示唆するゲノミクス的知見も得た。現在、慎重に解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究計画の目的の大半がすでに明確な成果を得ており、論文発表にも着手している。このため、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
執筆中の論文の採択に向けて準備を進めるとともに、その他のデータについても順次論文化を進める。併行して発展的解析を進め、細胞内の解析や目的5の体系的遂行を十分実現していきたい。
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| Causes of Carryover |
令和2年度に残額514,634円が生じたが、この主な理由は、次世代シーケンス消耗品を使用せずにゲノミクス解析を行えたことと、ラジオアイソトープ実験をせずに生化学実験が可能だったことである。この他コロナ禍特有の理由として、出張旅費が想定を大きく下回ったことや、ドライ分析を優先したことで試薬の新規購入・外注等が結果的に抑えられたことも挙げられる。着実に得られたこれまでの成果を踏まえ、令和3年度は研究体制の増員を予定している。そこで残額は研究環境の更なる整備と、解析を加速するためのウェット実験費用に充てる。
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[Presentation] Molecular mechanisms of specific nucleoid proteins in regulations for the replication initiation of the Escherichia coli chromosome2020
Author(s)
Tsutomu Katayama, Kenya Miyoshi, Ryusei Yoshida, Chuyuan Lu, Yuka Tatsumoto, Lanyang Li, Kazuma Korogi, Kosuke Ito, Kazutoshi Kasho, Hironori Kawakami, Mariko Nagata, Shogo Ozaki
Organizer
Workshop #3AW-18 “Frontiers of nucleoid DNA replication and quality control”, the 43rd. Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
Int'l Joint Research / Invited
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