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細菌における蛋白質および染色体DNAの動的局在性の機構

研究課題

研究課題/領域番号 11694221
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分子生物学
研究機関熊本大学

研究代表者

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

研究分担者 山中 邦俊  熊本大学, 発生医学研究センター, 助手 (90212290)
仁木 宏典  国立遺伝学研究所, 放射線・アイソトープセンター, 助教授 (70208122)
山添 光芳  熊本大学, 医学部, 助手 (00284745)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
16,010千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 1,410千円)
2001年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2000年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
1999年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワードDNAメチールトランスフェラーゼ / SeqA蛋白質 / MukB蛋白質 / 複製フォーク / DNAスライデングクランプ / 姉妹染色体接着 / DNAメチラーゼ / SeqA / MukB / 染色体分配 / MutS / 複製装置 / DNAメチレーション / 複製起点 / 複製開始 / DnaA / Muts / ミスマッチ修復
研究概要

大腸菌において、SeqA蛋白はDNA複製後のヘミメチル化GATC配列に特異的に結合し、染色体DNAの複製開始を負に調節する。精製したSeqAは、ヘミメチル化oriC DNAへの複製開始蛋白DnaAの結合を競合的に阻害することをin vitroで証明した。新生細胞では2個のMukB-GFPのクラスターが細胞長の1/4、3/4の位置に、1個のSeqAの蛍光焦点が細胞中央に存在する。このSeqA焦点はその後二分し1/4、3/4の位置に移動する。DNAポリメラーゼIIIホロ酵素のβサブユニット(DnaN、DNAスライデングクランプ)は、DNA複製をしていない細胞では細胞端に近いサイトゾール領域に存在するが、複製の開始とともに細胞中央に集まってきて、SeqA焦点が2分裂して1/4、3/4の位置に移動する時期には同じく1/4、3/4の位置に2つの蛍光焦点として存在する。SeqAの蛍光焦点が、複製フォークにおける新生DNAの半メチル化GATC配列に結合したSeqA分子のクラスターであることをChIP法等で証明した。これらの結果は、2方向複製のための1組の複製装置は初め接近して細胞中央に存在するが、複製途中で二つに分かれ1/4、3/4の細胞位置に移動するという我々が提唱しているTranslocating Replication Factoriesモデルを支持するものである。さらに、複製後姉妹染色体DNAが互に接着(cohesion)する現象をバクテリアで初めて発見した。この接着は染色体DNA複製の後半で解除される。MukB欠失株では姉妹染色体の接着はおこらず、MukFEB複合体が姉妹染色体接着に重要な役割を演じていることを示している。5ブロモデオキシウリジンによるパルス標識とチェース後の新生DNAの蛍光焦点を解析して、MukBが複製フォークの接着と位置の決定にも関与していることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (54件)

  • [文献書誌] Onogi, T.: "The assembly and migration of SeqA-Gfp fusion in living cells of Escherichia coli"Mol. Microbiol.. 31. 1775-1782 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamazoe, M.: "Complex formation of MukB, MukE, and MukF proteins involved in chromosome partitioning in E. coli"EMBO J.. 18. 5873-5884 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Niki, H.: "Subcellular localization of plasmids containing the oriC region of the Eseherichia coli chromosome, with or without the sopABC partitioning system"Mol. Microbiol.. 34. 498-503 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Azam, T. A.: "Two types of localization of the DNA-binding proteins within the Eseherichia coli nucleoid"Genes Cells. 5. 613-626 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Onogi, T.: "Null mutation of the dam or seqA gene suppresses temperature-sensitive lethality but not hypersensitivity to novobiocin of muk null mutants"J. Bacteriol.. 182. 5898-5891 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Taghbalout, A.: "Dynamic localization of SeqA-bound nascent DNA clusters and MukF-MukE-MukB complex in Eseherichia coli cells"Genes Cells. 5. 873-884 (2000)

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

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

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  • [文献書誌] Sunako, Y.: "Sister chromosome cohesion of Escheirchia coli"Mol. Microbiol.. 42. 1233-1241 (2001)

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  • [文献書誌] Kawakami, H.: "Arrest of cell division and nucleoid partition by genetic alterations in the sliding clamp of the replicase and in DnaA"Mol. Genet. Genomics. 266. 167-179 (2001)

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  • [文献書誌] Ohsumi, K.: "Different localization of SeqA-bound nascent DNA clusters and MukF-MukE-MukB complex in Escherichia coli cells"Mol. Microbiol.. 40. 835-845 (2001)

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  • [文献書誌] Onogi, T.: "Replication-dependent recruitment of the β-subunit of DNA polymerase III from cytosolic spaces to replication forks in Escherichia coli"J. Bacteriol.. 184. 867-870 (2002)

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  • [文献書誌] Hiraga, S.: "Cell division and the Replicon. Active partitioning of bacterial DNA : the F plasmid and the chromosome"HFSP. 8 (2000)

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  • [文献書誌] Hiraga, S.: "Dynamic localization of bacterial and plasmid chromosomes"Annu. Rev. Genetics, vol. 34. Annual Reviews Inc., Palo Alto, California. 38 (2000)

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  • [文献書誌] T. Onogi, H. Niki, M. Yamazoe, and S. Hiraga: "The assembly and migration of SeqA-Gfp fusion in living colls of Escherichia coil"Mol. Microbiol.. 6. 1775-1782 (1999)

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

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Niki, S. Hiraga: "Subcellular localization of plasmids containing the oriC region of the Escherichia colt chromosome, with or without the sopABC partilioning system"Mol. Microbiol.. 34. 498-503 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Hiraga: "Dynamic localization of bacterial and plasmid chromosomes"Annu. Rev, Genetics. 34. 21-59 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. A. Azam, S. Hiraga, and A. Ishihama: "Two types of localization ofthe DMA-binding proteins within the Escherichia coli nucleoid"Genes. Cells. 8. 613-626 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Onogi, M. Yamazoe, C. Ichinose, H. Niki, and S. Hiraga: "Null mutation of the dam or seqA gene suppresses temperature- sensitive lethality but not hypersensitivity to novobiocin of muk null mutant"J. Bacteriol.. 20. 5898-5901 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Taghbalout, A. Landoulsi, R. Kern, M. Yamazoe, S. Hiraga, B. Holland, M. Kohiyama, and A. Malki: "Competition between the replication initiator DnaA and the sequestration factor SeqA for binding to the hemimethylated chromosomal origin of E. coli in vitro"Genes. Cells. 11. 873-884 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Niki, Y. Yamaichi, and S. Hiraga: "Dynamic organization of chromosomal DNA in Eschertchia coli."Genes Dev.. 2. 212-223 (2000)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Hiraga, 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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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Hiraga, H. Niki, and M. Yamazoe: "Active partitioning of bacterial DMA: the F plasmid and the chromosome"Cell Division and the Replicon. HFSP. 27-34 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Sunako, T. Onogi, and S. Hiraga: "Sister chromosome cohesion of Escheirchia coli."Mol. Microbiol.. 1233-1241 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawakami, T. Iwura, M. Takala, K. Sekimlzu, S. Hiraga, and T, Katayama: "Arrest of cell division and nucleoid partition by geneticaliens in the sliding clamp of the replicase and in DnaA"Mol. Genet. Genomics. 2. 167-179 (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
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Ohsumi, M. Yamazoe, and S. Hiraga: "Different localization of bound nascent DNA clusters and MukF-MukE- MukB complex in Escherichia coli. cells"Mol. Microbiol.. 4. 835-845 (2001)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Onogi, K. Ohsumi, T. Katayama, and S. Hiraga: "Replication-dependent recruitment of the β-subunit of DNA polymerase III from cytosolic spaces to replication forks in Eschencnia coli. cells"J. Bacteriol.. 3. 867-870 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sunako, Y., Onogi, T., Hiraga, S.: "Sister chromosome cohesion of Escheirchia coli"Mol.Microbiol.. 42. 1233-1241 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kawakami, H., Iwura T., Takata, M., Seikimizu, K., Hiraga, S., Katayama, T.: "Arrest of cell division and nucleoid partition by genetic alterations in the sliding clamp of the replicase and in DnaA"Mol.Genet.Genomics. 266. 167-179 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Onogi, T., Ohsumi, K., Katayama, T., Hiraga, S.: "Replication-dependent recruitment of the β-subunit of DNA polymerase III from cytosolic spaces to replication forks in Escherichia coli"J.Bacteriol.. 184. 867-870 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ohsumi, K., Yamazoe, M., Hiraga, S.: "Dynamic localization of SeqA-bound nascent DNA clusters and MukF-MukE-MukB complex in Escherichia coli cells"Mol.Microbiol.. 40. 835-845 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ichimura, T., Yamazoe, M., Maeda, M., Wada, C., Hiraga, S.: "Proteolytic Activity of YibP Protein in Escherichia coli"J.Bacteriol.. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ohsumi,k.,Yamazoe,M.,and Hiraga,S.: "Dynamic localization of SeqA-bound nascent DNA clusters and MukF-MukE-MukB complex in Escherichia coli cells."Mol.Microbiol. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [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)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hiraga,S.,H.Niki,and M.Yamazoe: "Active partitioning of bacterial DNA : the F plasmid and the chromosome."Cell Division and the Replicon.Human Frontier Science Program, Strasbourg. 27-34 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [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)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Onogi,T.,M.Yamazoe,C.Ichinose,H.Niki,and S.Hiraga: "Null mutation of the dam or seqA gene suppresses temperature-sensitive lethality but not hypersensitivity to novobiocin of muk null mutants."J.Bacteriol. 182. 5898-5901 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Taghbalout,A.,A.Landoulsi,R.Kern,M.Yamazoe,S.Hiraga,B.Holland,M.Kohiyama,and A.Malki: "Competition between the replication initiator DnaA and the sequestration factor SeqA for binding to the hemimethylated chromosomal origin of E.coli in vitro."Genes Cells. 5. 873-884 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hiraga,S: "Annu.Rev.Genetics,vol.34.Annual Reviews Inc.,Palo Alto,California"Dynamic localization of bacterial and plasmid chromosomes.. 38 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Niki H.: "Dynamic organization of chromosomal DNA in Escherichia coli."Genes Dev. 14. 212-213 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Niki H.: "Progressing molecular cell biology in bacteria: chromosome partitioning and cell division"蛋白質・核酸・酵素. 45. 115-117 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Iwasaki,H.: "Identification of functional motifs of the RuvB motor protein for Holliday Junction branch migration an AAA+ class helicase, by mutational analyses and sequence alignment of the homologs."Mol. Microbiol.. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Teff,D.: "A colicin-tolerant Escherichia coli mutant that confers Hfl phenotype carries two mutations in the region coding for the C-terminal domain of FtsH(HflB)."FEMS Microbiol. Lett.. 183. 115-117 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Makino,S.: "Second transmembrane segment of FtsH plays a role in its proteolytic activity and homo-oligomerization."FEBS Lett.. 460. 554-558 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Karata,K: "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)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Landoulsi A.: "Initiation of DNA replication in Δcya mutants of Escherichia coli K12."Biochimie. 81. 827-834 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] d'Alencon E.: "Replication cycle dependent association of SeqA to the outer membrane fraction of E. coli."Biochimie. 81. 841-846 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Lyngstadaas A.: "The gene for 2-phosphogiycolate phosphatase (gph) in Escherichia coli is located in the same operon as dam and at least five other diverse genes."Biochim Biophys Acta. 1472. 367-384 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Reshetnyak E.: "Hemi-methylated oriC DNA binding activity found in non-specific acid phosphatase"Mol Microbiol. 31. 167-175 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Onogi T.: "The assembly and migration of SeqA-Gfp fusion in living cells of Escherichia coli."Mol Microbiol. 31. 1775-1782 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Niki H.: "Subcellular localization of plasmids containing the oriC region of the Escherichia coli chromosome, with or without the sopABC partitioning system."Mol Microbiol. 34. 498-503 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yamazoe M.: "Complex formation of MukB, MukE and MukF proteins involved in chromosome partitioning in Escherichia coli."EMBO J. 18. 5873-5884 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Carlson C. R.: "Regulation of the start of DNA replication in Schizosaccharomyces pombe"J Cell Sci. 112. 939-946 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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