| 研究課題/領域番号 |
19K16039
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分43010:分子生物学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
伊藤 健太郎 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (60837128)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 相同組換え / Rad51 / DNA鎖交換反応 / RecAファミリーリコンビナーゼ / DNA鎖交換 / Homologous Recombination / Dmc1 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
相同組換えはゲノムの維持と遺伝的多様性の創出に必須な機構で、全ての生物種で保存された重要な生命機能である。DNA鎖交換は相同組換えの中心的な反応であり、進化的に保存されたRecAファミリーリコンビナーゼによって触媒される。しかし、リコンビナーゼによる相同DNA配列認識と鎖交換の反応分子機構は依然として不明である。本研究では、DNA鎖交換反応をリアルタイムで観察する系を用いて、2種類の分裂酵母リコンビナーゼ(Rad51とDmc1)を比較解析することで、この反応の根幹であるヘテロ二重鎖形成の分子機構と真核生物で広く保存されている2種類のリコンビナーゼの本質的な違いの解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
相同組換えは遺伝情報の維持に重要な生理機能で全ての生物種で保存されている。相同組換えは多段階の複雑な反応が組合わさって進行するが、その中でRecAファミリーリコンビナーゼによって触媒されるDNA鎖交換反応が中心的なステップである。しかし、リコンビナーゼによってどのように相同DNA配列が認識されてDNA鎖が交換されるかは不明であった。そこで、本研究では真核細胞型RecAファミリーリコンビナーゼであるRad51の変異体を多数作製して、DNA鎖交換反応をリアルタイムで解析し、この反応の分子メカニズムを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
相同組換えの機能不全は発ガンや不妊の原因になり、近年ではゲノム編集の際にも重要な役割を果たしていると考えられている。特にRad51リコンビナーゼは乳ガンの原因遺伝子であるBRCA2と直接相互作用しており、ガンのマーカーや抗ガン剤の標的として注目されている。本研究によって明らかになったRad51リコンビナーゼによるDNA鎖交換反応の分子機構は、発ガンのメカニズムの理解に貢献することが期待される。また、この研究で新たに構築したリコンビナーゼの酵素活性をリアルタイムで定量的に解析する手法は抗ガン剤の評価にも有用であると考えられる。
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