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クロマチン構造上における減数分裂期組換えの分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 13J03652
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 分子生物学
研究機関早稲田大学

研究代表者

小林 航  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード減数分裂期組換え / RAD51 / DMC1 / クロマチン / ヌクレオソーム / 組換えホットスポット / 相同鎖検索 / 相同的対合反応
研究実績の概要

本研究は、相同組換え酵素RAD51およびDMC1の機能差異を明らかにし、減数分裂期組換えの分子機構を明らかにすることを目的とする。本年度はクロマチン構造上におけるRAD51とDMC1の機能差異に着目し、研究を行った。これまでに申請者は、DMC1-単鎖DNA複合体のヌクレオソームに対する結合性は、RAD51と比較して著しく低いことを見出している。本年度では、ヌクレオソームがDMC1-単鎖DNA複合体の結合を阻害する理由を明らかにすることを試みた。そこで、ヌクレオソームを構成するヒストンのN末端(ヒストンテール)に着目し、H2A、H2B、H3、H4のそれぞれのヒストンテールを欠損させたヌクレオソームを試験管内で再構成した。再構成したヌクレオソームを用いて、ヒストンテールがRAD51-単鎖DNA複合体およびDMC1-単鎖DNA複合体のヌクレオソームに対する結合性に与える影響を解析した。その結果、ヒストンテールはDMC1-単鎖DNA複合体のヌクレオソームに対する結合を阻害することを明らかした。
本年度は新たな研究展開として、減数分裂期組換えにおけるシナプトネマ複合体の機能に着目し、研究を開始した。シナプトネマ複合体は、減数分裂期特異的な染色体構造であり、減数分裂期組換えの進行に必須である。シナプトネマ複合体構成因子の中でも、lateral elementを構成するSYCP3は減数分裂期組換えにおいて重要な役割を果たすことが、マウスを用いた解析から明らかになっている。そこで、SYCP3をリコンビナントタンパク質として精製し、SYCP3がRAD51とDMC1の相同的対合反応に与える影響を解析した。その結果、SYCP3はRAD51依存的な相同的対合反応を阻害するのに対し、DMC1依存的な相同的対合反応には影響を与えないことがわかった。現在、これらの分子機構の解明に向けた解析を行っている。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Chromatin architecture may dictate the target site for DMC1, but not for RAD51, during homologous pairing2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi W., Takaku M., Machida S., Tachiwana H., Maehara K., Ohkawa Y. and Kurumizaka H
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 24428-24428

    • DOI

      10.1038/srep24228

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nap1 stimulates homologous recombination by RAD51 and RAD54 in higher-ordered chromatin containing histone H1.2014

    • 著者名/発表者名
      Machida, S., Takaku, M., Ikura, M., Sun, J., Suzuki, H., Kobayashi, W., Kinomura, A., Osakabe, A., Tachiwana, H., Horikoshi, Y., Fukuto, A., Matsuda, R., Ura, K., Tashiro, S., Ikura, T., and Kurumizaka, H.
    • 雑誌名

      Scientific Rep.

      巻: 4 号: 1 ページ: 4863-4863

    • DOI

      10.1038/srep04863

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Green fluorescent protein fused to the C terminus of RAD51 specifically interferes with secondary DNA binding by the RAD51-ssDNA complex2014

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, W., Sekine, S., Machida, S., and Kurumizaka, H.
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 89 号: 4 ページ: 169-179

    • DOI

      10.1266/ggs.89.169

    • NAID

      130004750050

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sufficient amounts of functional HOP2/MND1 complex promote interhomolog DNA repair but are dispensable for intersister DNA repair during meiosis in Arabidopsis.2013

    • 著者名/発表者名
      Uanschou C, Ronceret A., Von Harder M, De Muyt A, Vezon D, Pereira L, Chelysheva L, Kobayashi W, Kurumizaka H, Schlögelhofer P, Grelon M.
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 12 号: 12 ページ: 4924-4940

    • DOI

      10.1105/tpc.113.118521

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シナプトネマ複合体による減数分裂期相同組換えの制御機構2015

    • 著者名/発表者名
      小林航、高久誉大、寺本睦美、町田晋一、立和名博昭、 細谷紀子、宮川清、前原一満、大川恭行、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド 兵庫県
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シナプトネマ複合体構成因子SYCP3の減数分裂期組換えにおける機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      小林航、町田晋一、寺本睦美、細谷紀子、宮川清、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第23回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 発表場所
      静岡県 焼津グランドホテル
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Biochemical analyses of RAD51 and DMC1 in the synaptonemal complex2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kobayashi, Motoki Takaku, Mutsumi Teramoto, Shinichi Machida, Hiroaki Tachiwana, Noriko Hosoya, Kiyoshi Miyagawa, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa, and Hitoshi Kurumizaka
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Japan
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biochemical analysis of DMC1-medited homologous pairing in chromatin2014

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kobayashi, Motoki Takaku, Shinichi Machida, Hiroaki Tachiwana, Yasuyuki Ohkawa, Hitoshi Kurumizaka
    • 学会等名
      The 9th 3R Symposium
    • 発表場所
      Goten Kogen Hotel Tokinosumika, Japan
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] クロマチンにおける減数分裂期特異的相同組換え酵素DMC1の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      小林 航, 高久 誉大, 町田 晋一, 立和名 博昭, 大川 恭行, 胡桃坂 仁志
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] FUNCTIONAL ANALYSES OD RAD51 AND DMC1 RECOMBINASES IN RICE2014

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kobayashi, Shinichi Machida, and Hitoshi Kurumizaka
    • 学会等名
      Plant Genome Stability and Change 2014
    • 発表場所
      Pacific Grove, California, USA
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] クロマチンでの相同組換え反応におけるDMC1の機能2013

    • 著者名/発表者名
      小林航、高久誉大、町田晋一、松本亮平、立和名博昭、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第22回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-11-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 減数分裂期特異的な相同組換え酵素DMC1のクロマチンにおける反応機構2013

    • 著者名/発表者名
      小林航、高久誉大、町田晋一、両角祐一、松本亮平、立和名博昭、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 胡桃坂研究室ホームページ

    • URL

      http://www.eb.waseda.ac.jp/kurumizaka/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 胡桃坂研究室ホームページ

    • URL

      http://www.kurumizaka.sci.waseda.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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