| 研究課題/領域番号 |
20H03212
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43030:機能生物化学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
片山 勉 九州大学, 薬学研究院, 教授 (70264059)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | DNA複製 / 細胞周期 / 複製起点 / DnaA / ヘリカーゼ / 細菌 / 複合体動態 / 核様体 / ゲノム / タンパク質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
代表者は世界最先端に立って大腸菌染色体の複製開始複合体の分子動態とその制御機構を明らかにしてきた。複製開始複合体は複製起点oriCと複製開始タンパク質DnaAを主要因子とする。この複合体によりoriC DNAが一本鎖化し複製装置の導入が遂行される。以前の成果に基づき、まず本研究では、この複製装置導入の分子機構を解析する。また代表者が明らかにしたDnaA活性の制御システム３系統について細胞周期と連係する分子機構を解析する。
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| 研究成果の概要 |
大腸菌の複製開始複合体は、複製起点oriC DNA、DnaA蛋白質多量体、DnaA集合促進因子DiaA蛋白質, DNA屈曲蛋白質IHFから成る。本研究では、2つのDnaA五量体がoriC DNAの一本鎖化領域の拡張と安定化を促し、効率的なヘリカーゼ装着を可能とすることが解明された。また、染色体のDNA因子DARS2は細胞周期中でDnaAを適時的に活性化する。これには増殖期特異的に発現するFis蛋白質の結合が必要である。本研究では、Fisが細胞周期中で適時的にDARS2に結合すること、活性型DnaAによってDARS2-Fis結合がフィードバック阻害されること、および、その分子機構を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
染色体DNA複製は遺伝や細胞増殖の基本である。染色体DNA複製の開始反応は細胞周期と共役して制御される。また染色体DNAでは複製起点DNAが局所的に一本鎖化され、そこから両方向に複製が進むような分子機構が普遍的である。本研究は、細胞モデルとされる大腸菌において、このような染色体DNA複製の開始反応のメカニズムや開始反応に対する高次な制御機構を分子でレベルで明らかにした。この成果は、細菌における染色体DNA複製の普遍的な分子機構や制御機構を理解するため重要な意義がある。また病原菌のみならず真核細胞の増殖機構の理解にも貢献できる。抗菌剤や抗がん剤の開発の基礎としても意義がある。
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