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染色体分配装置のダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 08277104
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関熊本大学

研究代表者

平賀 壯太 (平賀 壮太 / 平賀 莊太)  熊本大学, 発生医学研究センター, 教授 (40027321)

研究分担者 和地 正明  東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (90192822)
大矢 禎一  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (20183767)
小椋 光  熊本大学, 発生医学研究センター, 助教授 (00158825)
西村 昭子  国立遺伝学研究所, 助教授 (20142002)
堀内 嵩  基礎生物学研究所, 教授 (60108644)
加藤 潤一  東京大学, 医科学研究所, 助手 (10194820)
岡崎 恒子  藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (10022584)
松澤 洋  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00011966)
永井 和夫  東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (00011974)
研究期間 (年度) 1996 – 1999
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
253,400千円 (直接経費: 253,400千円)
1999年度: 61,100千円 (直接経費: 61,100千円)
1998年度: 63,200千円 (直接経費: 63,200千円)
1997年度: 66,000千円 (直接経費: 66,000千円)
1996年度: 63,100千円 (直接経費: 63,100千円)
キーワード染色体分離 / 染色体分配 / 複製開始の調節 / 姉妹染色体の対合 / 複製起点 / DNAメチレーション / セントロメア / プラスミド分配 / 細胞周期 / 複製開始 / SeqA / DnaA / 大腸菌染色体 / 免疫蛍光顕微鏡法 / oriCDNA / ミニFプラスミドDNA / 枯草菌 / 人工ミニ染色体 / ヒトセントロメア / 細胞分裂 / トポイソメラーゼ / プロテアーゼ / モーター蛋白 / 修飾環 / ヒストン様蛋白
研究概要

本研究の目的は原核細胞および真核生物における姉妹染色体の分離・分配の分子機構を明らかにすることである。本研究において、細胞内の特異的DNAやタンパク質を可視化する技術が開発され、原核細胞においても細胞生物学的解析が可能となり、これらの技術を使って次のことが明らかになった。プラスミドのコードする2種のタンパク質とプラスミド上の特異的DNA領域によって制御されているプラスミドの分配機構は、プラスミドDNAを1/4と3/4の細胞内部位に位置付ける機構である。染色体の複製起点oriCは細胞の中央で複製し、複製した姉妹染色体は、複製の終期頃まで互に結合したままである。この結合は複製終期頃に解除され、その後oriCコピーはそれぞれ核様体の両端に移動し、一方、複製終点領域のコピーは細胞分裂面に存在する。半メチル化新生DNAに結合するSeqAタンパク質の細胞内局在性の解析結果は、大腸菌における「複製装置の転座」モデルを支持する。大腸菌のMukF-MukE-MukBタンパク質複合体や枯草菌のSmcタンパク質は姉妹染色体の分離・分配や染色体の折り畳み構造の維持に必須である。複製の再開始を抑制する三種類の機構が明らかになった。DNAポリメラーゼIIIによるDnaAタンパク結合ATPの加水分解、半メチル化oriC DNAとDnaAタンパク質の結合におけるSeqAタンパク質による競合的阻害作用、および多量なDnaAタンパクのdatA領域への捕捉である。一方、ヒト染色体の動原体のDNA-タンパク質複合体の構造を明らかにし、染色体分配に含まれる特異的タンパク質やM期の開始に含まれるタンパク質キナーゼを発見した。

報告書

(5件)
  • 2000 研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (153件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (153件)

  • [文献書誌] Inoue,Y.H., M.do Carmo Avides, et al.: "Orbit, a novel microtubule-associated protein essential for mitosis in Drosophila melanogaster."J Cell Biol. 149. 153-166 (2000)

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  • [文献書誌] Imai,Y., N.Ogasawara, et al.: "Subcellular localization of Dna-initiation proteins of Bacillus subtilis : evidence that chromosome replication begins at either edge of the nucleoids."Mol Microbiol. 36. 1037-1048 (2000)

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  • [文献書誌] Ohashi,K., K.Nagata, et al.: "Rho-associated kinase ROCK activates LIM-kinase 1 by phosphorylation at threonine 508 within the activation loop."J Biol Chem. 275. 3577-3582 (2000)

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  • [文献書誌] Niki,H., Y.Yamaichi, et al.: "Dynamic organization of chromosomal DNA in Escherichia coli."Genes Dev. 14. 212-223 (2000)

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  • [文献書誌] Yoda,K., S.Ando, et al.: "Human centromere protein A (CENP-A)can replace histone H3 in nucleosome reconstitution in vitro."Proc Natl Acad Sci USA. 97. 7266-7271 (2000)

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  • [文献書誌] Hiraga,S., C.Ichinose, et al.: "Bidirectional migration of SeqA-bound hemimethylated DNA clusters and pairing of oriC copies in Escherichia coli."Genes Cells. 5. 327-341 (2000)

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  • [文献書誌] Masumoto,H., A.Sugino, et al.: "Dpb11 controls the association between DNA polymerases alpha and epsilon and the autonomously replicating sequence region of budding yeast."Mol Cell Biol. 20. 2809-2817 (2000)

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  • [文献書誌] Ashizawa,Y., T.Yokochi, et al.: "Mechanism of DNA gyrase-mediated illegitimate recombination : characterization of Escherichia coli gyrA mutations that confer hyper-recombination phenotype."J Mol Biol. 289. 447-458 (1999)

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  • [文献書誌] Yamada,T., R.Fukuda, et al.: "Functioonal domain structure of human heterochromatin protein HPI (Hsalpha) : involvement of internal DNA-binding and C-terminal self-association domains in the formation of discrete dots in inte hase nuclei."J Biochem (Tokyo). 125. 832-837 (1999)

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  • [文献書誌] Karata,K., T.Inagawa, et al.: "Dissecting the role of conserved motif (the second region of homology) in the AAA family of ATPases. Site-directed mutagenesis of the ATP-dependent protease FtsH."J Biol Chem. 274. 26225-26232 (1999)

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  • [文献書誌] Kanemaki,M., Y.Kurokawa, et al.: "TIP49b, a new RuvB-like DNA helicase, is included in a complex together with another RuvB-like DNA helicase, TIP49a."J Biol Chem. 274. 22437-22444 (1999)

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  • [文献書誌] Yamazoe,M., T.Onogi, et al.: "Complex formation of MukB, MukE and MukF proteins involved in chromosome partitioning in Escherichia coli."EMBO J. 18. 5873-5884 (1999)

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  • [文献書誌] McEwen,R.K., S.K.Dove, et al.: "Complementation analysis in PtdlnsP kinase-deficient yeast mutants demonstrates that Schizosaccharomyces pombe and murine Fablp homologues are phosphatidylinositol 3-phosphate 5-kinases."J Biol Chem. 274. 33905-33912 (1999)

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  • [文献書誌] Wachi,M., G.Umitsuki, et al.: "Escherichia coli cafA gene encodes a novel RNase, designated as RNase G, involved in processing of the 5'end of 165 rRNA."Biochem Biophys Res Commun. 259. 483-488 (1999)

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  • [文献書誌] Inoue,S.B., H.Qadota, et al.: "Prenylation of Rho 1p is required for activation of yeast 1, 3-beta-glucan synthase."J Biol Chem. 274. 38119-38124 (1999)

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  • [文献書誌] Sugata,N., E.Munekata, et al.: "Characterization of a novel kinetochore protein, CENP-H."J Biol Chem. 274. 27343-27346 (1999)

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  • [文献書誌] Nishito,Y., H.Usui, et al.: "Interconversion of Mn(2+)-dependent and-independent protein phosphatase 2A from human erythrocytes : role of Zn(2+) and Fe(2+) in protein phosphatase 2A."J Biochem (Tokyo). 126. 632-638 (1999)

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  • [文献書誌] Kobayashi,T., D.J.Heck, et al.: "Expansion and contraction of ribosomal DNA repeats in Saccharctmyces cerevisiae : requirement of replication fork blocking (Fob1) protein and the role of RNA polymerase I."Genes Dev. 12. 3821-3830 (1998)

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  • [文献書誌] Ukai,H., H.Matsuzawa, et al.: "ftsE (Ts) affects translocation of K+-pump proteins into the cytoplasmic membrane of Escherichia coli."J Bacteriol. 180. 3663-3670 (1998)

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  • [文献書誌] Kitagawa,R., T.Ozaki, et al.: "Negative control of replication initiation by a novel chromosomal locus exhibiting exceptional affinity for Escherichia coli DnaA protein."Genes Dev. 12. 3032-3043 (1998)

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  • [文献書誌] Homma,K., S.Terui, et al.: "Phosphatidylinositol-4-phosphate 5-kinase localized on the plasma membrane is essential for yeast cell morphogenesis."J Biol Chem. 273. 15779-15786 (1998)

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  • [文献書誌] Yoda,K., S.Ando, et al.: "In vitro assembly of the CENP-B/alpha-satellite DNA/core histone complex : CENP-B causes nucleosome positioning."Genes Cells. 3. 533-548 (1998)

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  • [文献書誌] Niki,H. and S.Hiraga: "Polar localization of the replication origin and terminus in Escherichia coli nucleoids during chromosome partitioning."Genes Dev. 12. 1036-1045 (1998)

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  • [文献書誌] Moriya,S., E.Tsujikawa, et al.: "A Bacillus subtilis gene-encoding protein homologous to eukaryotic SMC motor protein is necessary for chromosome partition."Mol Microbiol. 29. 179-187 (1998)

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  • [文献書誌] Masumoto,H., M,Ikeno, et al.: "Assay of cenatromere function using a human artificial chromosome."Chromosoma. 107. 406-416 (1998)

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  • [文献書誌] Hiraga,S., C.Ichinose, et al.: "Cell cycle-dependent duplication and bidirectional migration of SeqA- associated DNA-protein complexes in E.coli."Mol Cell. 1. 381-387 (1998)

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  • [文献書誌] Eguchi,S., K.Numaguchi, et al.: "Calcium-dependent epidermal growth factor receptor transactivation mediates the angiotensin II-induced mitogen-activated protein kinase activation in vascular smooth muscle cells."J Biol Chem. 273. 8890-8896 (1998)

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  • [文献書誌] Yamashino,T., M.Isomura, et al.: "The yhhP gene encoding a small ubiquitous protein is fundamental for normal cell growth of Escherichia coli."J Bacteriol. 180. 2257-2261 (1998)

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  • [文献書誌] Oishi,I., S.Sugiyama, et al.: "A novel Drosophila receptor tyrosine kinase expressed specifically in the nervous system. Unique structural features and implication in developmental signaling."J Biol Chem. 272. 11916-11923 (1997)

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  • [文献書誌] Niki,H. and S.Hiraga: "Subcellular distribution of actively partitioning F plasmid during the cell division cycle in E.coli."Cell. 90. 951-957 (1997)

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  • [文献書誌] Yoda,K. and T.Okazaki: "Site-specific base deletions in human alpha-satellite monomer DNAs are associated with regularly distributed CENP-B boxes."Chromosome Res. 5. 207-211 (1997)

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  • [文献書誌] Makino,S., J.N.Qu, et al.: "A silent mutation in the fisH gene of Escherichia coli that affects FtsH protein production and colicin tolerance."Mol Gen Genet. 254. 578-583 (1997)

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  • [文献書誌] Kitagawa,R., H.Mitsuki, et al.: "A novel DnaA protein-binding site at 94.7 min on the Escherichia coli chromosome."Mol Microbiol. 19. 1137-1147 (1996)

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  • [文献書誌] Kataoka,K., T.Mizushima, et al.: "Heat shock-induced DNA relaxation in vitro by DNA gyrase of Escherichia coli in the presence of ATP."J Biol Chem. 271. 24806-24810 (1996)

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  • [文献書誌] Fukagawa,T., Y.Nakamura, et al.: "Human pseudoautosomal boundary-like sequences : expression and involvement in evolutionary formation of the present-day pseudoautosomal boundary of human sex chromosomes."Hum Mol Genet. 5. 23-32 (1996)

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  • [文献書誌] Inoue, Y.H., M.do Carmo Avides, M.Shiraki, P.Deak, M.Yamaguchi, Y.Nishimoto, A.Matsukage and D.M.Glover: "Orbit, a novel microtubule-associated protein essential for mitosis in Drosophila melanogaster."J Cell Biol. 149. 153-166 (2000)

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  • [文献書誌] Imai, Y., N.Ogasawara, D.Ishigo-Oka, R.Kadoya, T.Daito and S.Moriya: "Subcellular localization of Dna-initiation proteins of Bacillus subtilis : evidence that chromosome replication begins at either edge of the nucleoids."Mol Microbiol. 36. 1037-1048 (2000)

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  • [文献書誌] Ohashi, K., K.Nagata, M.Maekawa, T.Ishizaki, S.Narumiya and K.Mizuno: "Rho-associated kinase ROCK activates LIM-kinase 1 by phosphorylation at threonine 508 within the activation loop."J Biol Chem. 275. 3577-3582 (2000)

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  • [文献書誌] Niki, H., Y.Yamaichi and S.Hiraga: "Dynamic organization of chromosomal DNA in Escherichia coli."Genes Dev. 14. 212-223 (2000)

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  • [文献書誌] Yoda, K., S.Ando, S.Morishita, K.Houmura, K.Hashimoto, K.Takeyasu and T.Okazaki: "Human centromere protein A (CENP-A) can replace histone H3 in nucleosome reconstitution in vitro."Proc Natl Acad Sci USA. 97. 726-7271 (2000)

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  • [文献書誌] Hiraga, S., C.Ichinose, T.Onogi, H.Niki and M.Yamazoe: "Bidirectional migration of SeqA-bound hemimethylated DNA clusters and pairing of oriC copies in Escherichia coli."Genes Cells. 5. 327-341 (2000)

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  • [文献書誌] Masumoto, H., A.Sugino and H.Araki: "Dpb11 controls the association between DNA polymerases alpha and epsilon and the autonomously replicating sequence region of budding yeast."Mol Cell Biol. 20. 2809-2817 (2000)

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  • [文献書誌] Ashizawa, Y., T.Yokochi, Y.Ogata, Y.Shobuike, J.Kato and H.Ikeda: "Mechanism of DNA gyrase-mediated illegitimate recombination : characterization of Escherichia coli gyrA mutations that confer hyper-recombination phenotype."J Mol Biol. 289. 447-458 (1999)

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  • [文献書誌] Yamada, T., R.Fukuda, M.Himeno and K.Sugimoto: "Functional domain structure of human heterochromatin protein HP1 (Hsalpha) : involvement of internal DNA-binding and C-terminal self-association domains in the formation of discrete dots in interphase nuclei."J Biochem (Tokyo). 125. 832-837 (1999)

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  • [文献書誌] Karata, K., T.Inagawa, A.J.Wilkinson, T.Tatsuta and T.Ogura: "Dissecting the role of a conserved motif (the second region of homology) in the AAA family of ATPases. Site-directed mutagenesis of the ATP-dependent protease FtsH."J Biol Chem. 274. 26225-26232 (1999)

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  • [文献書誌] Kanemaki, M., Y.Kurokawa, T.Matsu-ura, Y.Makino, A.Masani, K.Okazaki, T.Morishita and T.A.Tamura: "TIP49b, a new RuvB-like DNA helicase, is included in a complex together with another RuvB-like DNA helicase, TIP49a."J Biol Chem. 274. 22437-22444 (1999)

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  • [文献書誌] Yamazoe, M., T.Onogi, Y.Sunako, H.Niki, K.Yamanaka, T.Ichimura and S.Huraga: "Complex formation of MukB, MukE and MukF proteins involved in chromosome partitioning in Escherichia coli."EMBO J. 18. 5873-5884 (1999)

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  • [文献書誌] McEwen, R.K., S.K.Dove, F.T.Cooke, G.F.Painter, A.B.Holmes, A.Shisheva, Y.Ohya, P.J.Parker and R.H.Michell: "Complementation analysis in PtdInsP kinase-deficient yeast mutants demonstrates that Schizosaccharomyces pombe and murine Fablp homologues are phosphatidylinositol 3-phosphate 5-kinases."J Biol Chem. 274. 33905-33912 (1999)

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  • [文献書誌] Wachi, M., G.Umitsuki, M.Shimizu, A.Takada and K.Nagai: "Escherichia coli cafA gene encodes a novel RNase, designated as RNase G, involved in processing of the 5' end of 16S rRNA."Biochem Biophys Res Commun. 259. 483-488 (1999)

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  • [文献書誌] Inoue, S.B., H.Qadota, M.Arisawa, T.Watanabe and Y.Ohya: "Prenylation of Rholp is required for activation of yeast 1, 3-beta-glucan synthase."J Biol Chem. 274. 38119-38124 (1999)

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  • [文献書誌] Sugata, N., E.Munekata and K.Todokoro: "Characterization of a novel kinetochore protein, CENP-H."J Biol Chem. 274. 27343-27346 (1999)

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  • [文献書誌] Nishito, Y., H.Usui, O.Tanabe, M.Shimizu and M.Takeda: "Interconversion of Mn (2+)-dependent and -independent protein phosphatase 2A from human erythrocytes : role of Zn (2+) and Fe (2+) in protein phosphatase 2A."J Biochem (Tokyo). 126. 632-638 (1999)

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  • [文献書誌] Kobayashi, T., D.J.Heck, M.Nomura and T.Horiuchi: "Expansion and contraction of ribosomal DNA repeats in Saccharomyces cerevisiae : requirement of replication fork blocking (Fobl) protein and the role of RNA polymerase I."Genes Dev. 12. 3821-3830 (1998)

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  • [文献書誌] Ukai, H., H.Matsuzawa, K.Ito, M.Yamada and A.Nishimura: "ftsE (Ts) affects translocation of K+-pump proteins into the cytoplasmic membrane of Escherichia coli."J Bacteriol. 180. 3663-3670 (1998)

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  • [文献書誌] Kitagawa, R., T.Ozaki, S.Moriya and T.Ogawa: "Negative control of replication initiation by a novel chromosomal locus exhibiting exceptional affinity for Escherichia coli DnaA protein."Genes Dev. 12. 3032-3043 (1998)

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  • [文献書誌] Homma, K., S.Terui, M.Minemura, H.Qadota, Y.Anraku, Y.Kanaho and Y.Ohya: "Phosphatidylinositol-4-phosphate 5-kinase localized on the plasma membrane is essential for yeast cell morphogenesis."J Biol Chem. 273. 15779-15786 (1998)

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  • [文献書誌] Yoda, K., S.Ando, A.Okuda, A.Kikuchi and T.Okazaki: "In vitro assembly of the CENP-B/alpha-satellite DNA/core histone complex : CENP-B causes nucleosome positioning."Genes Cells. 3. 533-548 (1998)

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  • [文献書誌] Niki, H.and S.Hiraga: "Polar localization of the replication origin and terminus in Escherichia coli nucleoids during chromosome partitioning."Genes Dev. 12. 1036-1045 (1998)

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  • [文献書誌] Moriya, S., E.Tsujikawa, A.K.Hassan, K.Asai, T.Kodama and N.Ogasawara: "A Bacillus subtilis gene-encoding protein homologous to eukaryotic SMC motor protein is necessary for chromosome partition."Mol Microbiol. 29. 179-187 (1998)

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  • [文献書誌] Masumoto, H., M.Ikeno, M.Nakano, T.Okazaki, B.Grimes, H.Cooke and N.Suzuki: "Assay of centromere function using a haman artificial chromosome."Chromosoma. 107. 406-416 (1998)

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  • [文献書誌] Hiraga, S., C.Ichinose, H.Niki and M.Yamazoe: "Cell cycle-dependent duplication and bidirectional migration of SeqA-associated DNA-protein complexes in E.coli."Mol Cell. 1. 381-387 (1998)

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  • [文献書誌] Eguchi, S., K.Numaguchi, H.Iwasaki, T.Matsumoto, T.Yamakawa, H.Utsunomiya, E.D.Motley, H.Kawakatsu, K.M.Owada, Y.Hirata, F.Marumo and T.Inagami: "Calcium-dependent epidermal growth factor receptor transactivation mediates the angiotensin II-induced mitogen-activated protein kinase activation in vascular smooth muscle cells."J Biol Chem. 273. 8890-8896 (1998)

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  • [文献書誌] Yamashino, T., M.Isomura, C.Ueguchi and T.Mizuno: "The yhhP gene encoding a small ubiquitous protein is fundamental for normal cell growth of Escherichia coli."J Bacteriol. 180. 2257-2261 (1998)

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  • [文献書誌] Oishi, I., S.Sugiyama, Z.J.Liu, H.Yamamura, Y.Nishida and Y.Minami: "A novel Drosophila receptor tyrosine kinase expressed specifically in the nervous system. Unique structural features and implication in developmental signaling."J Biol Chem. 272. 11916-11923 (1997)

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  • [文献書誌] Niki, H.and S.Hiraga: "Subcellular distribution of actively partitioning F plasmid during the cell division cycle in E.coli."Cell. 90. 951-957 (1997)

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  • [文献書誌] Yoda, K.and T.Okazaki: "Site-specific base deletions in human alpha-satellite monomer DNAs are associated with regularly distributed CENP-B boxes."Chromosome Res. 5. 207-211 (1997)

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  • [文献書誌] Makino, S., J.N.Qu, K.Uemori, H.Ichikawa, T.Ogura and H.Matsuzawa: "A silent mutation in the ftsH gene of Escherichia coli that affects FtsH protein production and colicin tolerance."Mol Gen Genet. 254. 578-583 (1997)

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  • [文献書誌] Kitagawa, R., H.Mitsuki, T.Okazaki and T.Ogawa: "A novel DnaA protein-binding site at 94.7 min on the Escherichia coli chromosome."Mol Microbiol. 19. 1137-1147 (1996)

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  • [文献書誌] Kataoka, K., T.Mizushima, Y.Ogata, T.Miki and K.Sekimizu: "Heat shock-induced DNA relaxation in vitro by DNA gyrase of Escherichia coli in the presence of ATP."J Biol Chem. 271. 24806-24810 (1996)

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  • [文献書誌] Fukagawa, T., Y.Nakamura, K.Okumura, M.Nogami, A.Ando, H.Inoko, N.Saitou and T.Ikemura: "Human pseudoautosomal boundary-like sequences : expression and involvement in evolutionary formation of the present-day pseudoautosomal boundary of human sex chromosomes."Hum Mol Genet. 5. 23-32 (1996)

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2019-02-15  

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