バクテリア・セントロメア様領域の分子機能の解明

• 研究課題/領域番号: 17080009
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 仁木 宏典 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 教授 (70208122)
• 研究分担者: 筒井 康博 国立遺伝学研究所, 分子遺伝研究系, 助教 (00390625) ; 木村 暁 国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 准教授 (10365447) ; 古谷 寛治 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 助教 (90455204)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 100,500千円 (直接経費: 100,500千円); 2009年度: 20,100千円 (直接経費: 20,100千円); 2008年度: 20,100千円 (直接経費: 20,100千円); 2007年度: 20,100千円 (直接経費: 20,100千円); 2006年度: 20,100千円 (直接経費: 20,100千円); 2005年度: 20,100千円 (直接経費: 20,100千円)
• キーワード: 染色体 / 分配 / DNA結合 / 無核 / 細胞分裂 / バクテリア / セントロメア / SopAタンパク質 / MreBタンパク質 / 無核細胞 / 核様体

研究概要

バクテリアでは、プラスミドにセントロメア様の機能配列によるDNA分配機構が存在し、DNA分配のモデルシステムとして研究されている。プラスミドの分配機構についてその駆動メカニズムの一般性を検証したところ、SopA、ParAタンパク質によるDNA分配では、直接プラスミドを押し引きして分配移動させるというより、繊維状または核様体の上に重合中心を持ったSopAまたはParAタンパク質濃度勾配が形成され、これがDNA分配の移動方向をガイドしていると考えられる。一方、バクテリアの染色体の移動において、移動の方向性を決める機構にでは、新規因子としてMigPを、電子伝達系の複合体Iを構成するNuoGもまた作用因子を見いだした。MigPもNuoGは膜タンパク質であることから、膜を介したDNAの移動機構が示唆され、さらに研究を進めている。
DNAチェックポイントはDNA損傷時に細胞周期を一旦停止させる機構である。さらに、チェックポイントタンパク質がDNA修復経路そのものにも関与していることを明にした。また、菌糸形成を行なう分裂酵母の研究から、チェックポイントタンパク質であるChk1がDNA損傷に応答した菌糸誘導を起す事を見いだし、チェックポイントタンパク質の新しい細胞周期制御機構を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] The DNA damage checkpoint regulates a transition between yeast and hyphal growth in Schizosaccharomyces japonicus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Furuya K, Niki H.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 30 ページ: 2909-2917
• [雑誌論文] The DNA damage checkpoint regulates a transition between yeast and hyphal growth in Schizosaccharomyices japonicus (2010)
  • 著者名/発表者名: Furuya, K.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A genome-scale proteomic screen identifies a role for DnaK in chaperoning of polar autotransporters in Shigella J. (2009)
  • 著者名/発表者名: anakiraman, A., Fixen, K.R., Gray, A.N. Niki, H., Goldberg, M. B
  • 雑誌名: Bacteriol. 191 ページ: 6300-6311
• [雑誌論文] Replication initiator DnaA of Escherichia coli changes its assembly form on the replication origin during the cell cycle. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nozaki S, Niki, H, Ogawa, T
  • 雑誌名: J. Bacteriol 191 ページ: 4807-4814
• [雑誌論文] Genetic mechanism regulating bacterial cell shape and metabolism (2009)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, D., Mori, H., Niki, H.
  • 雑誌名: Communicative & Integrative Biology 3号2巻 ページ: 219-220
• [雑誌論文] Isolation of heterothallic haploid and auxotrophic mutants of Schizosaccharomyces japonicus. (2009)
  • 著者名/発表者名: . Furuya, K., NIKI, H.
  • 雑誌名: Yeast 4号26巻 ページ: 221-233
• [雑誌論文] A genome-scale proteomic screen identifies a role for DnaK in chaperoning of polar autotransporters in Shigella (2009)
  • 著者名/発表者名: Janakiraman, A.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 191 ページ: 6300-6311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Replication initiator DnaA of Escherichia coli changes its assembly form on the replication origin during the cell cycle (2009)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, S.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 191 ページ: 4807-4814
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of heterothallic haploid and auxotroph mutants of Schizosacc haromyces japonicus (2009)
  • 著者名/発表者名: Furuya, K.
  • 雑誌名: Yeast 26 ページ: 221-233
  • 査読あり
• [雑誌論文] 染色体の分配とM期制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木敬太
  • 雑誌名: PNE蛋白質核酸酵素 54巻, 4号 ページ: 406-408
  • 査読あり
• [雑誌論文] バクテリアの染色体配分の普遍性と多様性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 波田野俊之
  • 雑誌名: PNE蛋白質核酸酵素 54巻, 4号 ページ: 409-415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic mechanism regulating bacterial cell shape and metabolism (2009)
  • 著者名/発表者名: Siomi, D.
  • 雑誌名: Commuicative & Integrative Biology 2 ページ: 1-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of bacterial rod shape by a novel cytoskeletal membrane protein (2008)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, D, Sakai, M., Niki, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 23号27巻 ページ: 3081-3091
• [雑誌論文] A DNA polymeraseαaccessory protein, Mcl1, is required for propagation of centromere structures in fission yeast. (2008)
  • 著者名/発表者名: Natsume T, Tsutsui Y, Sutani T, Dunleavy E, Pidoux A, Iwasaki H, Shirahige K, Allshire R, Yamao F.
  • 雑誌名: PLoS ONE 3
• [雑誌論文] Fission yeast Swi5 protein, a novel DNA recombination mediator (2008)
  • 著者名/発表者名: Haruta, N., Akamatsu, Y., Tsutsui, Y., Kurokawa, Y., Murayama, Y., Arcangioli, B., Iwasaki, H.
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst) 1号7巻 ページ: 1-9
• [雑誌論文] Determination of bacterial rod shape by a novel cytoskeletal membraneprotein (2008)
  • 著者名/発表者名: Siomi, D.
  • 雑誌名: The EMBO Journal 27 ページ: 3081-3091
  • 査読あり
• [雑誌論文] A DNA polymerase a accessory protein, Mcl1, is required for propagation of centromere structures in fission yeast (2008)
  • 著者名/発表者名: Natsume T.
  • 雑誌名: PLoS ONE (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mus81 is essential for sister chromatid recombination at broken replication forks. (2008)
  • 著者名/発表者名: Roseaulin L.
  • 雑誌名: EMBO J. (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oscillating focus of SopA associated with filamentous structure guides partitioning of F plasmid. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hatano, T., Yamaichi, Y., Niki, H.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 64 ページ: 1198-11213
• [雑誌論文] Rad3-dependent phosphorylation of the checkpoint clamp regulates repair-pathway choice (2007)
  • 著者名/発表者名: Kai M., Furuya, K., Paderi F., Carr AM. Wang TS.
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 6号9巻 ページ: 691-697
• [雑誌論文] Escherichia coli with a linear genome (2007)
  • 著者名/発表者名: Cu, i T., Moro-oka, N., Ohsumi K., Kodama, K., Ohshima, T., Ogasawara, N., Mori, H., Wanner, B., Niki, H., Horiuchi, T.
  • 雑誌名: EMBO Rep 2号8巻 ページ: 181-187
• [雑誌論文] The trans-envelope Tol-Pal complex is part of the cell division machinery and required for proper outer-membrane invagination during cell constriction in E. coli. (2007)
  • 著者名/発表者名: Gerding, M.A., Ogata, Y., Pecora, N.D., Niki. H., de Boer, PA.
  • 雑誌名: Mol Microbiol. 4号63巻 ページ: 1008-1025
• [雑誌論文] Fission Yeast Swi5/Sfr1 and Rhp55/Rhp57 Deferentially Regulate Rhp51-dependent Recombination outcomes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Akamatsu, Y. Tsutsui, T. Morishita, MD Shahjahan P Siddique, Y. Kurokawa, M. Ikeguchi, F. Yamao, B. Arcangioli, H. Iwasaki
  • 雑誌名: The EMBO J. 5号26巻 ページ: 1352-1362
• [雑誌論文] Rad3-dependent phosphorylation of the checkpoint clamp regulates repair-pathway choice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kai, M.
  • 雑誌名: Nature Cell Biol. 9 ページ: 691-697
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oscillating focus of SopA associated with filamentous structure guides partitioning of F plasmid. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hatano, T.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 64 ページ: 1198-1213
  • 査読あり
• [雑誌論文] The trans-envelope Tol-pal complex is part of the cell division machinery and required for proper outer-membrane invagination during cell constriction in E. coli. (2007)
  • 著者名/発表者名: Gerding MA.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 63 ページ: 1008-1025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Escherichia coli with a linear genome. (2007)
  • 著者名/発表者名: Cui T.
  • 雑誌名: EMBO Rep 8 ページ: 181-187
  • 査読あり
• [雑誌論文] The trans-envelope Tol-Pal complex is part of the cell division machinery and required for proper outer-membrane invagination during cell constriction in E. coli. (2007)
  • 著者名/発表者名: Gerding, M.A., Ogata, Y., Pecora, N.D., Nik, i H., de Boer, PA
  • 雑誌名: Mol Microbiol. 63 ・ 4 ページ: 1008-1025
• [雑誌論文] Escherichia coli with a linear genome (2007)
  • 著者名/発表者名: Cu, i T., Moro-oka, N., Ohsumi, K., Kodama, K., Ohshima, T., Ogasawara, N., Mori, H., Wanner, B., Niki, H., Horiuchi, T.
  • 雑誌名: EMBO Rep. 8 ・ 2 ページ: 181-187
• [雑誌論文] Oscillating Focus of SopA Associated with Helical Structure Guides Partitioning of F-plasmid (2007)
  • 著者名/発表者名: Hatano, T., Ymaichi, Y., Nik, i H.
  • 雑誌名: Mol Microbiol. (In press)
• [雑誌論文] The Swi5-Sfr1 complex stimulates Rhp51/Rad51- and Dmc1-mediated DNA strand exchange in vitro (2006)
  • 著者名/発表者名: Haruta, N., Kurokawa, Y., Murayama, Y., Akamatsu, Y., Unzai, S., Tsutsui, Y., Iwasaki, H.
  • 雑誌名: Nature Struct. Mole. Biol. 9号13巻 ページ: 823-830
• [雑誌論文] Genetic and physical interactions between Schizosaccharomyces pombe Mcl1 and Rad2, Dna2 and DNA polymeraseα: evidence for a multifunctional role of Mcl1 in DNA replication and repair. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui Y, Morishita T, Natsume T, Yamashita K, Iwasaki H, Yamao F, Shinagawa H.
  • 雑誌名: Curr. Genet. 48 ページ: 34-43
• [学会発表] CHK1 DEPENDENT TRANSITION OF YEAST GROWTH TO HYPHAL GROWTH IN SCHIZOSACCHAROMYCES JAPONICUS (2009)
  • 著者名/発表者名: Niki, H.
  • 学会等名: The 5th International Fission Yeast Meeting, Pombe 2009
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-10-26
• [学会発表] 桿菌の形を決める新規の細胞骨格性タンパク質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塩見大輔
  • 学会等名: 細菌学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-13
• [学会発表] Contribution of formation of the Ter domain for proper segregation of bacterial nucleoids (2009)
  • 著者名/発表者名: Niki H.
  • 学会等名: Chromosome Dynamics Gordon Conference
  • 発表場所: Il Ciocco Hotel and Resort Lucca(Barga), Italy
• [学会発表] Multistep activation of Genomic Stability pathway (2008)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] Multistep Activation of Genomic stability pathway (2008)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治
  • 学会等名: 3R 2008 Symposium
  • 発表場所: つま恋
  • 年月日: 2008-10-27
• [学会発表] Multiustep Activation of Genomic stability Pathway (2008)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治
  • 学会等名: Asian-Pacific regional Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2008-06-25
• [学会発表] Multistep activation og genomic stability patwhay (2008)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治
  • 学会等名: International Chromosome Dynamics Symposium in Ise
  • 発表場所: 志摩
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] Multistep activation of genomic stability pathway (2008)
  • 著者名/発表者名: 古谷寛治
  • 学会等名: 遺伝研国際シンポジウム
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2008-05-26
• [学会発表] 大腸菌の形態形成を司る新規因子の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 塩見大輔
  • 学会等名: 21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 藤枝市
• [学会発表] Construction and Observation of S. japonicus mutants (2008)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K
  • 学会等名: Asia-Pacific Regional S. pombe Meeting 2008, Singapore
  • 発表場所: シンガポール
• [学会発表] Screening new mitotic mutants in S. japonicus (2008)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K
  • 学会等名: 3R 2008 Symposium.
  • 発表場所: つま恋
• [学会発表] Novel cell shape determinant in Escherichia coli (2008)
  • 著者名/発表者名: 塩見大輔
  • 学会等名: Gordon research Conference "Bacterial Cell Surface"
  • 発表場所: New England, NH, USA
• [学会発表] Segregation of nucleolus during mitosis (2007)
  • 著者名/発表者名: Niki, H.
  • 学会等名: Gordon Research Conference "Chromosome Dynamics"
  • 発表場所: Biddeford, ME
  • 年月日: 2007-08-12
• [学会発表] Segregation of nucleolus during mitosis (2007)
  • 著者名/発表者名: Niki, H.
  • 学会等名: Gordon Research Conference "Chromosome Dynamics"
  • 発表場所: Biddeford, ME. USA
• [学会発表] CHROMOSOME AND NUCLEUS DYNAMICS OF THE FISSON YEAST, S. japonicus DURING MITOSIS AND MEOSIS (2007)
  • 著者名/発表者名: Furuya, K.
  • 学会等名: Fourth International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: Copenhagen. Denmark
• [学会発表] GENETIC ANALYSIS IN Schizosaccharomyces japonicus, WHICH IS A NEW MODEL YEAST FOR RESEARCH OF CHROMOSOMA AND NUCLEUS (2007)
  • 著者名/発表者名: Furuya, K.
  • 学会等名: Fourth International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: Copenhagen. Denmark
• [学会発表] Guidance of actively partitioning plasmid by a herical structure of the ATPase, SopA (2005)
  • 著者名/発表者名: Hatano, T., Niki, H.
  • 学会等名: ICGEB Workshop on chromosome duplication and segregation
  • 発表場所: Trieste, Italy
• [図書] 分子生物学イラストレイテッド (2009)
  • 著者名/発表者名: 柳原克彦、仁木宏典
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 蛋白質核酸酵素 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木敬太、仁木宏典
  • 出版者: 共立出版
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/NigPrjct/sensai/index.html