超好熱性アーキアに存在する極限環境下の特異的ＤＮＡ修復機構の解明
| Project/Area Number |
14J09354
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Applied biochemistry
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
白石 都 九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | DNA修復 / アーキア / 真正細菌 / Endonuclease Q / PCNA / Endonulcease Q / Extremophiles / DNA 損傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝情報を担うDNAは、細胞内外からのストレスにより、絶えず損傷を生じる。中でも塩基の脱アミノ化は最も頻発するDNA損傷の一つである。脱アミノ化部位の修復が行われなければ、遺伝情報の変化・損失を招く。そのため、すべての生物はDNA修復機構を有し、遺伝情報の恒常性維持に努めている。これまでの我々の研究においてDNA修復に関与すると考えられる新規の酵素、Endonuclease Q (EndoQ)を超好熱性アーキアより発見した。
EndoQは配列上、アーキアのThermococcales属と一部のメタン生成菌に保存されているが、一部の真正細菌にも保存されている。そこで、常温性メタン生成菌（Methanosarcina acetivorans）と真正細菌（Bacillus pumilus）由来のEndoQを生化学的に機能解析を行ったところ、これらはEndoQの活性を示した。つまり、EndoQが一部のアーキアと一部の真正細菌において機能的にDNA修復に関与しうることが明らかになった。
さらに、EndoQはすでに報告されている修復タンパク質と一部基質特異性が重複するため、ゲノム配列上にEndoQを含む複数の脱アミノ化塩基修復タンパク質を有するMethanosarcina acetivoransを用いて、細胞内脱アミノ化塩基修復経路の役割分担を調べた結果、このアーキアが各脱アミノ化塩基に対して複数の酵素活性を保持していることが明らかになった。さらに、アーキアにおける修復遺伝子の分布解析により、それらは個々に独立した系で修復に関与することが示唆された。
以上の結果をもとに、極限環境下というDNA損傷が起こりやすい環境に生息する生物、あるいはDNA損傷の頻度が高い環境下の初期の生命体が、遺伝情報を保持するためにどのように特有の機構を獲得してきたのかに関して洞察を行った。
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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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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
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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., & Ishino, Y.
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Journal Title
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A novel endonuclease that may be responsible for damaged DNA base repair in Pyrococcus furiosus2015
Author(s)
Shiraishi, M., Ishino, S., Yamagami, T., Egashira, Y., Kiyonari, S., and Ishino, Y.
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Journal Title
Nucleic Acids Res
Volume: 5
Issue: 5
Pages: 2853-2863
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Biochemical characterization of the novel enzyme Endonuclease Q for DNA damage repair.2014
Author(s)
Makita, N., Shiraishi, M., Ishino, S., Yamagami, T., Miyazono, K., Tanokura, M., and Ishino, Y.
Organizer
第37回日本分子生物学会年会
Place of Presentation
みなとみらい、横浜
Year and Date
2014-11-24 – 2014-11-26
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