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蛋白質の共同作業による多様な遺伝情報創出の仕組みとその制御

研究課題

研究課題/領域番号 11101003
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関岩手看護短期大学 (2001-2003)
国立遺伝学研究所 (1999-2000)

研究代表者

小川 智子  岩手看護短期大学, 看護学科, 教授 (80028208)

研究分担者 篠原 彰  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (00252578)
塚本 恭正  岩手看護短期大学, 看護学科, 講師 (80341725)
小川 英行  岩手看護短期大学, 看護学科, 学長 (70028207)
篠原 美紀  大阪大学, 蛋白質研究所, 助手 (80335687)
田中 茂生  国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 助手 (10281586)
太田 力  国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 助手 (10290892)
研究期間 (年度) 1999 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
274,900千円 (直接経費: 238,000千円、間接経費: 36,900千円)
2003年度: 52,000千円 (直接経費: 40,000千円、間接経費: 12,000千円)
2002年度: 52,000千円 (直接経費: 40,000千円、間接経費: 12,000千円)
2001年度: 55,900千円 (直接経費: 43,000千円、間接経費: 12,900千円)
2000年度: 50,000千円 (直接経費: 50,000千円)
1999年度: 65,000千円 (直接経費: 65,000千円)
キーワード減数分裂期組換え / Mre11 / Rad50 / Xrs2複合体 / Rad51・Rad52が相同性を検索 / Xrs2のドメイン構造 / Tel1-Mre11チェックポイント経路 / 組換え特異的ヘリカーゼMer3 / Rad52の組換えにおける役割 / Xrs2はDNA修復にいらない / 制限酵素SceI / Xrs2のMre11結合領域 / 組換えDNA修復合成 / Sae2のドメイン構造 / Xrs20複合体foci / Rad51蛋白質 / Xrs2の機能ドメイン / テロメア長維持 / DNA二重鎖切断修復 / DNA複製フォークの再生 / テロメアG鎖の二次構造認識 / Mrell-Rad50-Xrs2複合体 / Tell-Mrellチェックポイント経路 / Mre11蛋白質の機能制御 / DNA傷害修復でのMre11の役割 / テロメアG-rich構造を認識するMre11 / Mre11のリン酸化の役割 / Mer3蛋白質 / Mer3の交叉型組換えと染色体分配の役割 / 減数分裂期組換 / DNA二重連鎖切断の修復 / Mre11,Rad50,Xrs2蛋白質 / RAD51の転写制御 / Mre11 DNA結合活性
研究概要

ゲノムDNAの多様化に関与する遺伝的組換えの機能は、ゲノムDNAの切断傷害の修復、DNA複製阻害の除去や染色体のテロメア構造の維持にも必須である。組換えの中心蛋白質、Rad51、Rad52やMre11/Rad50/Xrs2複合体(MRX複合体)が、どのような仕組みでそれぞれの現象に関与しているかを明らかにして、遺伝情報の安定な維持と多様化の仕組みの総合的な理解を目指した。以下は最も代表的なものに限定した成果である。
1.Mre11複合体の機能制御を行っているXrs2機能ドメインの詳細な解析を行い、(1)Xrs2はそのC端に近い、32アミノ酸ドメイン(MBX)でMre11に結合し、核内にMre11を移行させる。(2)DNA傷害の修復には、Mre11が核内にあればXrs2は必要ない。(3)テロメア複製と減数分裂期組換えには、MBXの他に、それに隣接するC端側104、及びN端側49のアミノ酸領域がそれぞれ必要である。2.DNA二重鎖切断に特異的なTell-Mre11チェックポイント経路を発見した。体細胞分裂期にはRad53、Rad9が、減数分裂期にはMre4/Mek1がこの経路に働く。Mre11複合体は切断を感知し経路を誘導し、またこの経路で活性制御を受けながら組換えを進行させる。組換え開始DNA二重鎖切断の前に先ずMre11/Xrs2が染色体にリクルートされ、その後Rad50がそこへリクルートされる。3.DNAの相同性の検索にはRad51-Rad52-DNA単鎖複合体が必要であること、Rad52が組換え反応の最終段階で最終産物の生成に必要であることが分かった。4.減数分裂稀組換えに特異的に関与するヘリカーゼ遺伝子MER3を発見した。この欠損株は交差型組換え体の頻度だけを低下させるので、組換え体の交差型か遺伝子変換型下が決まるのは、組換え中間体形成途上であることが強く示唆された。

報告書

(6件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (62件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (62件)

  • [文献書誌] M.Shinohara, Sakai, K., Shinohara, A., Bishop, D.K.: "Crossover interference in Saccharomyces cerevisiae requires a TID1/RDH54- and DMC1-dependent pathway."Genetics. 163. 1273-1286 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shinohara, Sakai, K., Ogawa, T., Shinohara, A.: "The N-terminal DNA binding domain of Rad52 promotes RAD51-independent recombination in Saccharomyces cerevisiae."Genetics. 164. 855-865 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsukamoto, M, Yamashita, K., Miyazaki, M., Shinohara, M., Shinohara, A.: "The N-terminal DNA binding domain of Rad52 promotes RAD51-independent recombination in Saccharomyces cerevisiae."Genetics. 165. 1703-1715 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyazaki T., Bressan, D.A., Shinohara, M., Haber, J.E., A.Shinohara.: "In vivo assembly and disassembly of Rad51 and Rad52 complexes during double-strand break repair."EMBO. J.23.. 939-949 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zierhut, C., Berlinger, M., Rupp, C.Shinohara, A., F.Klein.: "Mnd1 is required for meiotic inter-homolog repair."Current Biology. 14(in press). 752-762 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Bishop, D.K., Y.Nikoiski, J.Oshiro, J.Chon, M.Shinohara, X.Chen: "High copy number suppression of the meiotic arrest caused by a dmc1 mutation : REC114 imposes an early recombination block and RAD54 promotes a DMC1-independent DSB repair pathway."Genes Cells. 4. 425-444 (1999)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morrison, C., A.Shinohara, E.Sonoda, Y.Yamaguchi-Iwai, M.Takata, R.R.Weichselbaum, S.Takeda: "The essential functions of human Rad51 are independent of ATP hydrolysis."Mol Cell Biol. 19. 6891-6897 (1999)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakagawa, T., H.Ogawa: "The Saceharomyces cerevisiae MER3 gene, encoding a novel helicase-like protein, is required for crossover control in meiosis."EMBO J. 18. 5714-5723 (1999)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morrison, C., E.Sonoda, N.Takao, A.Shinohara, K.Yamamoto, S.Takeda: "The controlling role of ATM in homologous recombinational repair of DNA damage."Embo J. 19. 463-471 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinohara, M., S.L.Gasior, D.K.Bishop, A.Shinohara: "Tid1/Rdh54 promotes colocalization of Rad51 and Dmc1 during meiotic recombination."Proc Natl Acad Sci USA. 97. 10814-10819 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takao, N., R.Mori, H.Kato, A.Shinohara, K.Yamamoto: "c-Abl tyrosine kinase is not essential for ataxia telangiectasia mutated functions in chromosomal maintenance."J Biol Chem. 275. 725-728 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tashiro, S., J.Walter, A.Shinohara, N.Kamada, T.Cremer: "Rad51 accumulation at sites of DNA damage and in postreplicative chromatin"J Cell Biol. 150. 283-291 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsubouchi, H., H.Ogawa: "Exol roles for repair of DNA double-strand breaks and meiotic crossing over in Saccharomyces cerevisiae."Mol Biol Cell. 11. 2221-2233 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Bakhlanova, I.V., T.Ogawa, V.A.Lanzov: "Recombinogenic activity of chimeric recA genes (Pseudomonas aeruginosa/ Escherichia coli) : a search for RecA protein regions responsible for this activity."Genetics. 159. 7-15 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hong, E.L., A.Shinohara, D.K.Bishop: "Saccharomyces cerevisiae Dmc1 protein promotes renaturation of single-strand DNA (ssDNA) and assimilation of ssDNA into homologous super-coiled duplex DNA."J Biol Chem. 276. 41906-41912 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kim, J.M., F.Maraboeuf, S.K.Kim, A.Shinohara, M.Takahashi: "Effect of ions and nucleotides on the interactions of yeast Rad51 protein with single-stranded oligonucleotides."J Biochem(Tokyo). 129. 469-475 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsukamoto, Y., A.K.Taggart, V.A.Zakian: "The role of the Mre11-Rad50-Xrs2 complex in telomerase-mediated lengthening of Saccharomyces cerevisiae telomeres."Curr Biol. 11. 1328-1335 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Usui, T., H.Ogawa, J.H.Petrini: "A DNA damage response pathway controlled by Tell and the Mre11 complex."Mol Cell. 7. 1255-1266 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu, X., S.A.Jacobs, S.C.West, T.Ogawa, E.H.Egelman: "Domain structure and dynamics in the helical filaments formed by RecA and Rad51 on DNA."Proc Natl Acad Sci USA. 98. 8419-8424 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinohara, M., K.Sakai, A.Shinohara, D.K.Bishop: "Crossover interference in Saccharomyces cerevisiae requires a TID1/RDH54-and DMC1-dependent pathway."Genetics. 163. 1273-1286 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinohara, M., K.Sakai, T.Ogawa, A.Shinohara: "The mitotic DNA damage checkpoint proteins Rad17 and Rad24 are required for repair of double-strand breaks during meiosis in yeast."Genetics. 164. 855-865 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsukamoto, M., K.Yamashita, T.Miyazaki, M.Shinohara, A.Shinohara: "The N-terminal DNA-binding domain of Rad52 promotes RAD51-independent recombination in Saccharomyces cerevisiae."Genetics. 165. 1703-1715 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyazaki, T., D.A.Bressan, M.Shinohara, J.E.Haber, A.Shinohara: "In vivo assembly and disassembly of Rad51 and Rad52 complexes during double-strand break repair."Embo J. 23. 939-949 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zierhut, C., M.Berlinger, C.Rupp, A.Shinohara, F.Klein: "Mnd1 is required for meiotic interhomolog repair."Curr Biol. 14. 752-762 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shinohara, Sakai, K., Shinohara, A., Bishop, D.K.: "Crossover interference in Saccharomyces cerevisiae requires a TID1/RDH54-and DMC1-dependent pathway."Genetics. 163. 1273-1286 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shinohara, Sakai, K., Ogawa, T., Shinohara, A.: "The N-terminal DNA binding domain of Rad52 promotes RAD51-independent recombination in Saccharomyces cerevisiae."Genetics. 164. 855-865 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tsukamoto, M., Yamashita, K., Miyazaki, M., Shinohara, M., Shinohara, A.: "The N-terminal DNA binding domain of Rad52 promotes RAD51-independent recombination in Saccharomyces cerevisiae."Genetics. 165. 1703-1715 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Miyazaki T., Bressan, D.A., Shinohara, M., Haber, J.E., A.Shinohara.: "In vivo assembly and disassembly of Rad51 and Rad52 complexes during double-strand break repair."EMBO. J.23.. 939-949 (2004)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Zierhut, C., Berlinger, M., Rupp, C., Shinohara, A., F.Klein.: "Mnd1 is required for meiotic inter-homolog repair."Current Biology. (in press). (2004)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 篠原 彰, 篠原 美紀: "染色体上でのDNA鎖交換反応-相同組換えの分子メカニズムと細胞機能"細胞工学. 278-282 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Usui, H.Ogawa, J.Petrini: "A DNA damage response pathway controlled by Tel1 and the Mre11 complex"Molecular Cell. 7. 1256-1266 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] X.Yu, S.A.Jacobs, S.C.West, T.Ogawa, E.H.Egelman: "Domain Structure and dynamics in the helical filaments formed by RecA and Rad51 on DNA"Proc.Natl.Acard.Sci.USA. 98. 8419-8424 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsukamoto, A.A.K.Taggart, V.A.Zakian: "The role of the Mre11-Rad50-Xrs2 complex in telomerase-mediated lengthening of Saccharomyces cerevisiae telomeres"Curr.Biol.. 11. 1328-1335 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] I.V.Bakhlanova, T.Ogawa, A.L.Lanzov: "Recombinogenic activity of chimeric recA genes (P.aeruginosa/E.coli). A search for RecA protein regions responsible for this activity"Genetics. 159. 7-15 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kim, J.-M., Maraboeul, F., Kim, S.K., Shinohara, A., M.Takahashi: "Effect of ions and nucleotides on the interaction of yeast Rad51 and E.coli RecA proteins with single-stranded oligonucleotides"J.Biochem. 129. 469-475 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hong, E.L., Shinohara, A., D.K.Bishop: "S.cerevisiae Dmc1 protein promotes renaturation of ssDNA and assimilation of ssDNA into homologous super-coiled duplex DNA"J.Biol.Chem.. 276. 41906-41912 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shinohara, K.Sakai, A.Shinohara, D.K.Bishop: "Crossover interference in Saccharomyces cerevisiae requires a TID1/RDH54 and DMC1-dependent pathway"Genetics. 163(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shinohara, K.Sakai, T.Ogawa, A.Shinohara: "The mitotic DNA damage checkpoint proteins Rad17 and rad24 are required for repair of double-strand breaks during meiosis in yeast"Genetics. 163(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 篠原 彰, 篠原 美紀: "染色体上でのDNA鎖交換反応-相同組換えの分子メカニズムと細胞機能"細胞工学. 22. 278-282 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小川智子: "DNA研究に明け暮れた私の40年"蛋白質・核酸・酵素. 48巻5号. 681-683 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小川英行: "DNAのしっぽ"蛋白質・核酸・酵素. 48巻5号. 678-680 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小川 英行: "ゲノムの修復と組換え"シュプリンガー・フェアラーク東京. 161 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小川 智子: "分子生物学イラストレイテッド"羊土社. 380 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Usui, H.Ogawa, J.Petrini: "A DNA damage response pathway controlled by Tel1 and the Mre11 complex"Molecular Cell. 7. 1256-1266 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] X.Yu, S.A.Jacobs, S.C.West, T.Ogawa, E.H.Egelman: "Domain Structure and dynamics in the helical filaments formed by RecA and Rad5 on DNA"Proc. Natl. Acard. Sci. USA. 98. 8419-8424 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsukamoto, A.A.K.Taggart, V.A.Zakian: "The role of the Mre11-Rad50--Xrs2 complex in telonmerase-mediated lengthening of Saccharomyces cerevisiae telomeres"Curr. Biol.. 11. 1328-1335 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.V.Bakhlanova, T.Ogawa, A.L.Lanzov: "Recombinogenic activity of chimeric recA genes (P. aeruginosa/E. coli ). A search for RecA protein regions responsible for this activity"Genetics. 159. 7-15 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kim, J.M., Maraboeul, F., Kim, S.K., Shinohara, A., M.Takahashi: "Effect of ions and nucleotides on the interaction of yeast Rad51 and E. coli RecA proteins with single-stranded oligonucleotides"J. Biochem. 129. 469-475 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hong, E.L., Shinohara, A., D.K.Bishop: "S. cerevisiae Dmc1 protein promotes renaturation of ssDNA and assimilation of ssDNA into homologous super-coiled duplex DNA"J. Biol. Chem.. 276. 41906-41912 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Xiong Yu,Steven: "Domain Structure and Dynamics in the Helical Filaments Formated by RecA and Rad51 on DNA"Proc.Natl.Acadm.Scl. (in press). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tsutomu,Ohta: "Recognition of G-structure at Telomere Ends and its Dissolution by Yeast Mre11"Nature Genetics. (in press). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 臼井雄彦: "DNA2重鎖切断を伴う多様な生理機構におけるMre11/Rad50/Xrs2蛋白質複合体の役割"核酸 蛋白質 酵素(共立出版)(印刷中). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 押海裕之: "出芽酵母Mre11単蛋白質の遺伝的組換えとDNA傷害の修復過程における機能"核酸 蛋白質 酵素(共立出版). 631-635 (2000)

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  • [文献書誌] 小川智子: "個性を生み出す遺伝的組換えの仕組み"生殖細胞1-その誕生と振る舞い「大学と科学」公開シンポジウム クバプロ. 85-97 (2000)

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  • [文献書誌] Hideo Tsubouchi: "Exol roles for repair of DNA double-strand breaks and meiotic crossing over in Saccharomyces cerevisiae"Mol. Blol. Cell. (in press). (2000)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Arika Shinohara: "Rad51/RecA protein families and the associated proteins in eukaryotes"Mutatlon Res. 435. 13-21 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takuro Nakagawa: "The Saccharomyces cerevisiae MER3 gene, encoding a novel helicase-like protein, is required for crossover control in meiosis"EMBO J.. 18. 5714-5723 (1999)

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  • [文献書誌] Akira Shinohara: "Stimulation of Rad51-mediated Recombination by Rad52 in Saccharomyces cerevisiae"Nature. 391. 404-407 (1998)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Shinohara: "Rad51-independet Homologous Recombination Mediated by Rad52"Genes to Cells. 3. 145-156 (1998)

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  • [文献書誌] 押海裕之: "組換えに関与するMrell機能の多様性の出現のしくみ"実験医学「トピックス」(羊土社). 757-760 (1999)

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  • [文献書誌] 太田力: "真核生物の組換え反応の多様性"核酸 蛋白質 酵素 (共立出版). 1830-1837 (1999)

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2025-11-20  

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