2023 Fiscal Year Annual Research Report
Roles of G-quadruplexes in initiation of DNA replication and their biological significance
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms underlying replication of non-genomic codes that mediate plasticity and robustness for cellular inheritance |
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| Project/Area Number |
22H04707
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
正井 久雄 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, 所長 (40229349)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | グアニン４重鎖構造 / 複製開始 / RNA-DNAハイブリッド / 大腸菌染色体 / 環境適応 / 非ゲノム情報 / 変異 / 組換え |
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| Outline of Annual Research Achievements |
典型的な非B型DNA構造である、グアニン４重鎖(G4)構造は、生物種を問わず普遍的に存在し、その生物学的機能も次々と報告されている。G4は、配列ではなく、形成する核酸形態が重要な役割を果たす。又、G4の形成と崩壊は、生体内でダイナミックに変動している可能性があり、これまで見逃されている重要な非ゲノム情報である。数年前にヒトを含む高等生物の複製起点の近傍に高い頻度でG4形成配列が存在する事が明らかとなり、G4の複製開始における役割が示唆された。私たちは、G4がDNA複製開始のシグナルとして、あるいは、複製を抑制するクロマチン形成の拠点として機能することを発見した。本研究では、非ゲノム情報としてのG4の細胞内でのダイナミックな形成が、DNA複製開始をどのように制御するか、またその存在がゲノムの安定な維持継承にどのような影響を及ぼすかを解析し、その分子機構と生物学的意義の解明を目指す。2023年度、転写プロモーターを染色体上のG-rich配列（G4形成配列）の上流に組み込むことにより、染色体全体の複製を維持できる可能性を見出した。また、その複製開始のメカニズムを、in vitroのDNA複製系を用いて解析した。さらに、この複製系は変異を誘導しやすく、それにより環境への適応度を増加させている可能性を示した。今後、同様な複製システムが真核細胞で機能しているかどうか否か、また、生物におけるRNA-DNA ハイブリッド依存的のDNA複製システムの生物学的意義をさらに解析を行い追究していく。
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| Research Progress Status |
令和5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 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Association of Rif1 with nuclear membrane is essential for genome-wide replication timing regulation2023
Author(s)
Tomohiro Iguchi, Sayuri Ito, Naoko Kakusho, Rino Fukatsu, Kenji Moriyama, Asako Sawano, Asami Oji, Mikihiro Shibata, Atsushi Miyawaki, Ichiro Hiratani, Hiroyuki Sasanuma and Hisao Masai
Organizer
CSHL Meeting 2023 on Eukaryotic DNA Replication & Genome Maintenance
Int'l Joint Research / Invited
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