2016 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on genome integrity of archaea in the extremophilic environments
Project/Area Number |
26242075
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Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
石野 良純 九州大学, 農学研究院, 教授 (30346837)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内海 利男 新潟大学, 自然科学系, 教授 (50143764)
金井 昭夫 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 教授 (60260329)
跡見 晴幸 京都大学, 工学研究科, 教授 (90243047)
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | 超好熱性アーキア / ゲノム安定性維持 / 遺伝情報 / DNA修復 / RNAプロセシング / 翻訳装置 / 極限環境 / Thermococcales |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究で発見して命名した新規酵素EndoQとEndoMSは未開の地であったアーキアの DNA修復系の理解に大きく貢献した。EndoQは塩基の脱アミノ化、EndoMSはミスマッチ塩基対に対する修復酵素として見つかったもので、これらの基質特異性の詳細な解析に加えて、アーキア細胞におけるDNA修復系ネットワークを解き明かすために、その他の既知酵素遺伝子についても破壊株を作製し、それらの表現型の解析を続けている。さらに、これらの酵素と相互作用するタンパク質を探索し、候補タンパク質を精製して物理的結合、機能的相互作用を解析した。中でもPCNAは両酵素の活性を促進した。Pf-Nob1及びPf-Dim2と命名したRNA制御因子を用いて、16S rRNA前駆体プロセシングの試験管内再構成系を構築した。両因子の協調的制御機構がrRNA前駆体のプロセシングのみならずタンパク質翻訳制御にも関与する可能性を示した。tRNAスプライシングエンドヌクレアーゼ (Pf-EndA)、tRNAリガーゼ (Pf-RtcB)、tRNAリガーゼ活性促進タンパク質 (Pf-Archaease)を用いて、アンチコドンループ領域にイントロンを含む前駆体tRNA を基質として試験管内再構成系を構築したことで、tRNAプロセッシングの反応機構の理解が大きく進んだ。さらに、tRNAエキソン連結に必要な未同定因子の存在が示唆された。アーキアのリボソームに結合性を示す新規因子として発見した2種のタンパク質PF0374の機能解析を進めた結果、PF0374はリボソーム大亜粒子のstalkタンパク質の保存されたC末端と結合しリボソームおよびtRNA依存性のGTPase/ATPase活性を示し、PF0560はリボソーム小亜粒子を効率よく二量化し翻訳を抑制することが判明した。これら新規の翻訳制御因子の機能解析から大きな発展が期待される。
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Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(66 results)
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[Journal Article] Exonuclease processivity of archaeal replicative DNA polymerase in association with PCNA is expedited by mismatches in DNA.2017
Author(s)
Yoda, T., Tanabe, M., Tsuji, T., Yoda, T., Ishino, S., Shirai, T., Ishino, Y., Takeyama, H., and Nishida, H.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 7
Pages: 44582
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Structure of the EndoMS-DNA complex as mismatch-restriction endonuclease.2016
Author(s)
Nakae, S., Hijikata, A., Tsuji, T., Yonezawa, K., Kouyama, K., Mayanagi,K., Ishino, S., Ishino, Y., and Shirai, T.
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Journal Title
Structure
Volume: 24
Pages: 1960-1971
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Atomic structure of an archaeal GAN suggests its dual roles as an exonuclease in DNA repair and a CMG component in DNA replication.2016
Author(s)
Oyama, T., Ishino, S., Shirai, T., Yamagami, T., Nagata, M., Ogino, H., Kusunoki, M., and Ishino, Y.
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Journal Title
Nucleic Acids, Res.
Volume: 44
Pages: 9509-9517
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] PCNA is involved in the EndoQ-mediated DNA repair process in Thermococcales.2016
Author(s)
Shiraishi, M., Ishino, S., Yoshida, K., Yamagami, T., Cann, I., and Ishino, Y.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 6
Pages: 25532
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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