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2023 Fiscal Year Annual Research Report

DNA屈曲因子の新たな分子動態解明から切り開く新たな細胞周期像の創出

Research Project

Project/Area Number 21K19233
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

片山 勉  九州大学, 薬学研究院, 教授 (70264059)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
KeywordsDNA複製 / DnaA / DNA屈曲 / 複合体動態 / 細胞周期
Outline of Annual Research Achievements

大腸菌IHFタンパク質は配列特異的にDNAに結合し鋭く屈曲させる。IHFによるDNA屈曲は、染色体の複製起点oriCにおける複製開始複合体の形成、核様体の構造形成、さらに多様な遺伝子の転写や部位特異的組換え反応の制御などに重要であり、IHFはグローバルな制御因子としての役割を持つ。代表者は、複製開始タンパク質DnaAの活性化因子DARS2を独自に発見していたが、さらにこの因子がIHFの結合/解離によって機能制御されることを最近見出した。本計画は、これらの独自発見を基盤にし、IHFの細胞周期制御における役割を新たに理解にすることを目的とする。本年度はまず昨年度に引き続き、新たに構築したIHF-DARS2結合/解離を観察できる試験管内再構成系を活用して、生化学的手法により制御因子の精製を進めた。並行して、新たに開発した細胞内のDARS2不活性化因子を検出できる分子遺伝学的実験系を活用して、ゲノミクスにより制御因子の探索を進めた。その結果、新規な候補因子が複数見出された。これら因子の遺伝子変異株をそれぞれ作成すると、複数の変異細胞でIHF-DARS2結合の解離が阻害された(学会発表済み)。加えて、DnaAの不活性化因子であるdatAは複製開始後にIHF結合により機能亢進されるが、本研究期間も含めて、これまでIHF-datA結合のタイミングの制御機構を解析してきた。本年度はその制御に必要となるRNA転写機構を見出し論文発表した。また複製起点oriCでの複製開始複合体の形成におけるIHFおよびIHFホモログであるDNA屈曲因子HUの分子機構についても同様に本研究期間も含めてこれまで解析してきたが、本年度はその分子機構が解明され論文発表した。

  • Research Products

    (16 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 5 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Read-through transcription of tRNA underlies the cell cycle-dependent dissociation of IHF from the DnaA-inactivating sequence datA2024

    • Author(s)
      Kasho, K., Sakai, R., Ito, K., Nakagaki, W., Satomura, R., Jinnouchi, T., Ozaki, S., and Katayama, T.
    • Journal Title

      Front. Microbiol.

      Volume: 15 Pages: 1360108

    • DOI

      10.3389/fmicb.2024.1360108

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] IHF and Fis as Escherichia coli cell cycle regulators: Activation of the replication origin oriC and the regulatory cycle of the DnaA initiator2023

    • Author(s)
      Kasho, K., Ozaki, S., and Katayama, T.
    • Journal Title

      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: 24 Pages: 11572

    • DOI

      10.3390/ijms241411572

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Single-stranded DNA recruitment mechanism in replication origin unwinding by DnaA initiator protein and HU, an evolutionary ubiquitous nucleoid protein2023

    • Author(s)
      Yoshida, R., Ozaki, S., Kawakami, H., and Katayama, T.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res.

      Volume: 51 Pages: 6286-6306

    • DOI

      10.1093/nar/gkad389

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thermotoga maritima oriC involves a DNA unwinding element with distinct modules and a DnaA-oligomerizing region with a novel directional binding mode2023

    • Author(s)
      Lu, C., Yoshida, R., Katayama, T. and Ozaki, S.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 299 Pages: 104888

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.104888

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 核様体タンパク質から複製開始メカニズムの共通原理を展望する2023

    • Author(s)
      片山 勉、吉田竜星、川上広宣、加生和寿、尾崎省吾
    • Journal Title

      日本ゲノム微生物学会 ニュースレター

      Volume: 28 Pages: 2-5

    • Open Access
  • [Presentation] 大腸菌oriC-IHF-DnaA-DnaB-DnaC複合体の動態と新たな制御メカニズム2023

    • Author(s)
      片山 勉、鶴田 匠、呉 沁霏、興梠和真、吉田竜星、加生和寿、尾崎省吾
    • Organizer
      第27 回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
  • [Presentation] 大腸菌染色体の複製開始を制御するDNA因子datA、DARS2への核様体因子IHFの適時的結合を支えるメカニズムの解析2023

    • Author(s)
      加生 和寿、伊藤 孝輔、里村 龍音、吉田 瑞希、中薗 奨、片山 勉
    • Organizer
      第27 回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
  • [Presentation] 細菌種に高度に保存されたHUタンパク質はDnaA複合体の形成に依存して複製起点に結合しDUE開裂を進める2023

    • Author(s)
      吉田竜星、尾﨑省吾、川上広宣、片山 勉
    • Organizer
      第27 回 DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
  • [Presentation] 大腸菌の複製開始タイミング制御に必須の核様体因子 IHF を細胞周期に応じて制御する新規因子の探索2023

    • Author(s)
      加生和寿、伊藤孝輔、里村龍音、吉田瑞希、中薗 奨、片山 勉
    • Organizer
      令和5年度 日本生化学会九州支部例会
  • [Presentation] 細菌染色体の複製開始の分子機構:多様性に潜む普遍性2023

    • Author(s)
      片山 勉、吉田竜星、盧 楚元、鶴田 匠、若杉泰敬、加生和寿、尾崎省吾
    • Organizer
      日本遺伝学会第95回大会
  • [Presentation] 大腸菌染色体の複製開始促進因子DARS2 とその活性化因子IHF との適時的相互作用を制御する因子の網羅的探索2023

    • Author(s)
      吉田瑞希、加生和寿、片山 勉
    • Organizer
      日本遺伝学会第95回大会
  • [Presentation] A common insight into mechanisms of duplex unwinding at the origin DNA during eubacterial chromosome replication2023

    • Author(s)
      Tsutomu Katayama
    • Organizer
      第96回 日本生化学会大会 シンポジウム「Novel Perspectives on Dynamic Mechanisms in Initiation Complexes and Initiation Regulation for Chromosome DNA Replication」(Organizer: Tsutomu Katayama)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 大腸菌の複製開始タイミングを統括的に制御するDNA屈曲因子IHFの結合・解離を細胞周期に応じて制御する新規因子の探索2023

    • Author(s)
      加生和寿、伊藤孝輔、里村龍音、吉田瑞希、中薗 奨、片山 勉
    • Organizer
      第96回 日本生化学会大会
  • [Presentation] Precise regulation of replication initiation by timely binding and dissociation of the nucleoid protein IHF in Escherichia coli2023

    • Author(s)
      加生和寿、伊藤孝輔、里村龍音、吉田瑞希、中薗 奨、中垣 渉、片山 勉,
    • Organizer
      第46回日本分子物学会年会 シンポジウム
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 九州大学大学院薬学研究院_分子生物薬学分野

    • URL

      http://bunsei.phar.kyushu-u.ac.jp

  • [Remarks] 九州大学研究者情報_片山 勉

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K001101/index.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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