2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20K06762
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
田中 卓 公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 主席研究員 (80425686)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | SDR / RecA / PriA / G4 / 転写 / DNA複製 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
染色体DNA複製開始機構にグアニン四重鎖（Ｇ４）構造が関与する可能性が示唆されている。真核細胞での分子機構を解明するため、よりシンプルなモデル系として大腸菌を利用した。バクテリアの通常の複製は、唯一の複製起点、oriCからDnaA開始因子の結合により開始される (mono-replicon) 機構であり、真核細胞の多数の複製起点から開始されるmulti-repliconのモデルとはなりにくい。ただし、バクテリアには安定DNA複製（SDR）と呼ばれる第二の複製機構が存在し、複数箇所から開始するmulti-repliconであるため、モデルとすべく詳細を解析した。SDRにおいて、必須の因子、RecAとPriAタンパク質のゲノム結合はter領域に集中しており、ここからDNA合成が開始されることを検出したため、必須領域を絞り込んで、SDR固有の複製起点候補としてoriT1を同定した。oriT1には機能未知の遺伝子、ycjDと、典型的なG4形成配列が含まれ、精製YcjDタンパク質はG4特異的結合能を示した。SDR様式のひとつ、cSDRはRNaseHI欠損株で活性化されるため、転写の必要性が示唆されているが、T7 promoter下にG4配列を挿入して人工的に転写を誘導すると、dnaA温度感受性を相補することを見出し、この転写依存性人工的複製開始制御系を、プラスミド上（in vitro系）とゲノム上（in vivo系）双方で実現するシステムを構築した。この結果は、転写のみに依存する開始機構が、プラスミドサイズから全ゲノムまで複製可能であることを示唆しており、転写に伴って、DNAとRNA間に形成されるG4が重要な役割を果たすことを強く示している。これらの結果は、G4による新規の複製開始制御機構の存在を示唆しており、真核細胞の複製機構の解明に重要な視点を提供するものであると考えている。
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