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2011 Fiscal Year Annual Research Report

タンパク質間相互作用に基づくDNA相同組換え制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22570147
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

美川 務  独立行政法人理化学研究所, 遺伝制御科学特別研究ユニット, 専任研究員 (20321820)

Keywords相同組換え / 蛋白質間相互作用 / 蛋白質-核酸間相互作用 / NMR
Research Abstract

DNA組換え修復はヒトでは染色体を安定に維持し発癌や老化を防ぐのに必須の生命現象であり,その基本的な機構は生命で共通である.現在の所,そこに働く蛋白質群が明確に分かっている経路は原核生物のRecF経路のみであり,本研究課題では,組換え修復制御のモデル系としてRecF経路に働く蛋白質群(RecA,RecF,RecO,RecR,SSB,RecX)を取り上げ,それらの単体や複合体としての機能,また,それらの間に存在する相互作用が系全体に与える影響を詳細に解析している.本年度は実際に組換えを進行させるRecAの活性を負に制御することが知られているRecXに注目して研究を行った.これまでに,RecXはRecAフィラメントの伸長末端に結合し,そのフィラメント形成を抑制することによりRecAの活性を阻害していると考えられて来た.しかしながら,今回,研究代表者はRecXとSSBが直接相互作用することを世界で初めて明らかにし,SSB存在下ではRecAに対するRecXの阻害効果が増大することを見出した.さらに,NMR解析によりRecXのSSB結合部位を同定し,その結果を基にRecAには相互作用するがSSBに相互作用しないRecX変異蛋白質を調製した.そして,この変異体がSSB非存在下では野生型と同程度の阻害を示すにも関わらず,SSB存在下では野生型に見られる阻害の増大を示さないことを明らかにした.SSBは単鎖DNA上を移動しながらその二次構造を解消するため,RecAのフィラメント形成を促しその活性を促進することが知られている.今回得られた結果から,SSBにRecXが結合することによりSSBの単鎖DNA上での動きが抑制され,その結果,RecAのフィラメント形成,さらにはその活性が阻害されるという全く新しい阻害メカニズムが明らかになった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね予想した通り,研究年度ごとにひとつ以上の蛋白質の構造機能解析を着実に進行させているため.

Strategy for Future Research Activity

研究計画とそこから得られる結果は十分満足いくものであることから,本研究課題を進展させる方法に間違いは無いと考えられる.このまま,同手法を他の蛋白質群にも適応していくことにより,さらなる発展が望めるため,現状のまま研究を推進する.

  • Research Products

    (16 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] The double-stranded break-forming activity of plant SPO11s and a novel rice SPO11 revealed by a Drosophila bioassay2012

    • Author(s)
      Shingu, Y., Tokai, T., Agawa, Y., Toyota, K., Ahamed, S., Kawagishi-Kobayashi, M., Komatsu, A., Mikawa, T., (他4名)
    • Journal Title

      BMC Mol Biol

      Volume: 13 Pages: 1

    • DOI

      DOI:10.1186/1471-2199-13-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vital Roles of the Second DNA-binding Site of Rad52 Protein in Yeast Homologous Recombination2011

    • Author(s)
      Naoto Arai
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 286 Pages: 17607-17617

    • DOI

      doi:10.1074/jbc.M110.216739

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Reconstitution of homologous recombination in vitro by using Thermus thermophilus RecF pathway proteins2011

    • Author(s)
      井上仁
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2011-12-16
  • [Presentation] A novel mechanism for the inhibition of RecA filament extension by RecX2011

    • Author(s)
      奥居沙弥
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2011-12-15
  • [Presentation] 出芽酵母Rad52-Rad51によるD-loop形成におけるRad52のC端ドメインの必要性2011

    • Author(s)
      新井直人
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2011-12-15
  • [Presentation] Analysis of the functions of recombination mediators in homologous pairing2011

    • Author(s)
      篠原赳
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2011-12-15
  • [Presentation] Local folding of the N-terminal domain of RecA upon protein-protein/protein-DNA interactions and its role2011

    • Author(s)
      美川務
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-14
  • [Presentation] 酵素結晶固定化電極を用いたバイオ電池の高出力化2011

    • Author(s)
      重森康司
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2011-12-13
  • [Presentation] バクテリアにおけるDNA組換え修復系2011

    • Author(s)
      井上仁
    • Organizer
      第21回DNA複製・組換え・ゲノム安定性制御ワークショップ
    • Place of Presentation
      福岡県福津市
    • Year and Date
      2011-10-25
  • [Presentation] 天然変性領域としてのRecAのN末端ドメイン:その機能と役割2011

    • Author(s)
      美川務
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都府京都市
    • Year and Date
      2011-09-23
  • [Presentation] 高度好熱菌蛋白質を用いたin vitro DNA相同組換えの再構築2011

    • Author(s)
      井上仁
    • Organizer
      第1回モデル生物丸ごと一匹学会
    • Place of Presentation
      兵庫県佐用郡(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-20
  • [Presentation] RecAの組換え反応に対するRecXの阻害機構2011

    • Author(s)
      奥居沙弥
    • Organizer
      第1回モデル生物丸ごと一匹学会
    • Place of Presentation
      兵庫県佐用郡
    • Year and Date
      2011-08-19
  • [Presentation] 組換えメディエーターによるD-loop反応制御2011

    • Author(s)
      篠原赳
    • Organizer
      第1回モデル生物丸ごと一匹学会
    • Place of Presentation
      兵庫県佐用郡
    • Year and Date
      2011-08-19
  • [Presentation] 蛋白質間相互作用により生じる単鎖DNA結合蛋白質(SSB/RPA)のssDNAからの解離の一般的機構2011

    • Author(s)
      井上仁
    • Organizer
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市
    • Year and Date
      2011-06-08
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 酵素結晶固定化電極及び酵素結晶固定化電極の製造方法、並びに酵素結晶固定化電極を備えるバイオ電池及びバイオセンサー2011

    • Inventor(s)
      重森康司, 美川務
    • Industrial Property Rights Holder
      (独)理化学研究所アイシン精機(株)
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2011/069060
    • Filing Date
      2011-08-24
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 酵素結晶固定化電極及び酵素結晶固定化電極の製造方法、並びに酵素結晶固定化電極を備えるバイオ電池及びバイオセンサー2011

    • Inventor(s)
      重森康司, 美川務
    • Industrial Property Rights Holder
      (独)理化学研究所アイシン精機(株)
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2011/069060
    • Filing Date
      2011-08-24
    • Overseas

URL: 

Published: 2013-06-26  

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