| 研究課題/領域番号 |
20K15717
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
永田 麻梨子 九州大学, 薬学研究院, 助教 (60843787)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | ヘリカーゼ / DNA複製 / 複製開始 / 染色体複製起点 / 複製開始複合体 / 高次複合体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大腸菌の染色体DNAの複製は、
(1)複製起点oriC上で複製開始因子DnaAが複合体を形成し、(2)二重鎖DNA開裂領域(DUE)が一本鎖化したところに、(3)複製ヘリカーゼDnaBが装着されることで開始する。
oriCへのDnaB装着が複製開始反応の最終制御点となるが、複製開始時の複製ヘリカーゼ装着を制御するメカニズムは、大腸菌だけでなくすべての生物においてよくわかっていない。
本研究ではDnaBが装着する段階でのDUEの構造変化と、複製フォーク再構築因子の複製開始機構での新規機能について、生化学的・遺伝学的に解析し、正確なDnaBの装着を可能にしている複合体構造変化の解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
染色体DNA複製反応は、複製起点において二重鎖DNAを部分的に開裂して２つの一本鎖にすることから開始する。このため複製起点には多数のタンパク質が結合し動的な開始複合体を形成する。さらに複製起点で生じた一本鎖DNA には２分子の複製ヘリカーゼがそれぞれ反対方向に装着され、両方向複製の基盤となる構造を形成する。この原則は細胞性生物で共通だと考えられるが、比較的研究が進んでいる大腸菌においてすら、複製ヘリカーゼ装着の分子機構についてはいまだに大部分が不明である。大腸菌の染色体複製起点oriCは、複製開始タンパク質DnaAの結合配列(DnaA box)のクラスター領域(DOR)と、ATリッチな二重鎖開裂領域(DUE)とで構成される。さらに、DUEの外側にもATリッチ領域が存在している。DORはDnaA boxの配置に依存して左、右、中央の３領域に分かれる。左右それぞれのDOR領域ではDnaAが五量体となるサブ複合体が形成される。左DOR・DnaAサブ複合体はDNA屈曲因子IHFによるDNA屈曲と協調してDUEを部分的に開裂し、生じた一本鎖DNAと結合する。その後、ヘリカーゼローダーDnaCと複合体を形成した複製ヘリカーゼDnaBは、DnaA複合体との相互作用を介して一本鎖DNAに装着する。DnaBヘリカーゼ装着過程においては、DUE領域のみならず、隣接するATリッチ領域まで一本鎖化領域が拡張することも報告されている。しかしながら、その分子機構や意義については解明されていない。今回、右DOR・DnaAサブ複合体の特異的な機能を詳細に解析した。その結果、DnaBヘリカーゼ装着過程におけるoriC DNAの一本鎖化領域の拡張は、右DOR・DnaAサブ複合体に大きく依存していることが新たにわかった。この分子機構について解析結果を示し、生物種での共通性も含めその意義を考察してきた。
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