2023 Fiscal Year Annual Research Report
染色体複製起点へのヘリカーゼ導入機構：開始複合体の機能構造とその分子動態の解明
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22KJ2423
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉田 竜星 九州大学, 薬学府, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Keywords | 染色体DNA複製 / DnaA / DnaB / 両方向性複製 / in vitro再構成系 / 細菌 / 大腸菌 / 分子生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌の染色体DNA複製は染色体上の複製起点oriCから二つ逆向きに複製ヘリカーゼが装着されることで両方向に開始される。この基本的な原理がどのような分子機構によって支えられているのかは未だ解明されていない。その原因としては、oriC領域に形成される開始因子DnaAを主とする複製開始複合体が高次で動的な動態をもつため分子メカニズムの解析が困難であったことが大きい。しかしながら大腸菌では近年、複製開始複合体の高次構造解明が大きく進歩したことにより、この複合体が機能の異なる左側と右側の二つのDnaAサブ複合体から構成されることが明らかになった。その上、左側DnaAサブ複合体が複製起点の二重鎖DNAを一本鎖化する分子機構までが解明された。本研究では、この新たな進展を大いに活用して、複製開始複合体が一本鎖化したDNA部位へと複製ヘリカーゼを両方向に装着するまでの分子動態の解明を目的とした。まず、大腸菌および始原生物に近縁な高度好熱菌Thermotoga maritimaを用いた解析から、両方向性複製ヘリカーゼ装着の基盤となる複製起点開裂機構が細菌種間で高度に保存されうることを明らかにした。また、右側DnaAサブ複合体のプロトマー特異的な解析から、右側DnaAサブ複合体の一本鎖DNA結合による開裂領域の拡張がヘリカーゼ装着を促進することも見出した。さらに、左側および右側DnaAサブ複合体を特異的に変異させたoriCプラスミドの生化学的解析から、複製ヘリカーゼ装着における左側・右側DnaAサブ複合体の特異的な機能が示唆された。本研究における成果は論文・学会等で発表した。
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