分裂酵母の遺伝的DNA再編成の分子メカニズムの解析

• 研究課題/領域番号: 21247027
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岩崎 博史 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (60232659)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円); 2011年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円); 2010年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円); 2009年度: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
• キーワード: 相同組換え / DNA二重鎖切断 / DNA修復 / DNA鎖交換反応 / 分裂酵母 / Rad22 / MRN複合体 / Ctp1 / Dmc1

研究概要

本研究では、生物が生来有している遺伝情報の再編成現象(例えば、相同組換え)について、分裂酵母をモデル実験系として、その分子機構の解明を試みた。特に、いくつかのタンパク質の機能について重点的に解析したが、なかでも、減数分裂期組換えの鍵酵素Dmc1リコンビナーゼの解析において大きな成果をあげた。すなわち、Dmc1依存的Holliday構造形成における試験管内反応に初めて成功し、その方向性が5'-3'であることを示した。これは、バクテリアRecAと同じ方向、Rad51とは逆の方向であり、減数分裂期に交叉型組換えが高頻度でおこるメカニズムを議論する上で、極めて重要な知見となるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanistic insights into the activation of Rad51-mediated strand exchange from the structure of a recombination activator, the Swi5-Sfr1 complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara N, Murayama Y, Hashimoto H, Kokabu Y, Ikeguchi M, Sato M, Mayanagi K, Tsutsui Y, Iwasaki H, Shimizu T
  • 雑誌名: Structure 巻: 20 ページ: 440-449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Opposing role of condensing hinge against replication protein A in mitosis and interphase through promoting DNA annealing (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuko Akai, Yumiko Kurokawa, Norihiko Nakazawa, Yuko Tonami-Murakami, Yuki Suzuki, Shige H.Yoshimura, Hiroshi Iwasaki, Yoshiharu Shiroiwa, Takahiro Nakamura, Eri Shibata, Mitsuhiro Yanagida
  • 雑誌名: Open Biology 巻: 1 号: 4 ページ: 110023-110023
  • DOI: 10.1098/rsob.110023
  • 査読あり
• [雑誌論文] The fission yeast Swi5-Sfr1 complex, an activator of Rad51 recombinase, forms an extremely elongated Dogleg-shaped structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Kokabu Y, Murayama Y, Kuwabara N, Oroguchi T, Hashimoto H, Tsutsui Y, Nozaki N, Akashi S, Unzai S, Shimizu T, Iwasaki H, Sato M, Ikeguchi M
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 ページ: 43569-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cells polarity in Saccharomyces cerevisiae depends on proper localization of the Bud9 landmark protein by the EKC/KEOPS complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Kato Y, Kawasaki H, Ohyama Y, Morishita T, Iwasaki H, Kokubo T, Hirano H
  • 雑誌名: Genetics 巻: 188 ページ: 871-882
  • 査読あり
• [雑誌論文] An in vitro assay for monitoring the formation and branch migration of Holliday junctions mediated by a eukaryotic recombinase (2011)
  • 著者名/発表者名: Murayama Y and Iwasaki H
  • 雑誌名: Methods Mol. Biol 巻: 745 ページ: 385-405
  • 査読あり
• [雑誌論文] The fission yeast meiosis-specific Dmc1 recombinase mediates formation and branch migration of Holliday junctions by preferentially promoting strand-exchange in a direction opposite to that of Rad51 (2011)
  • 著者名/発表者名: Murayama Y, Tsutui, Y and Iwasaki H
  • 雑誌名: Genes Dev 巻: 25 ページ: 516-527
  • 査読あり
• [雑誌論文] The fission yeast Swi5-Sfr1 complex, an activator of Rad51 recombinase, forms an extremely elongated Dogleg-shaped structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Kokabu Y, Murayama Y, Kuwabara N, Oroguchi T, Hashimoto H, Tsutsui Y, Nozaki N, Akashi S, Unzai S, Shimizu T, Iwasaki H, Sato M, Ikeguchi M
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 286 ページ: 43569-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] An in vitro assay for monitoring the formation and branch migration of Holliday junctions mediated by a eukaryotic recombinase (2011)
  • 著者名/発表者名: Murayama Y, Iwasaki H
  • 雑誌名: Methods Mol.Biol. 巻: 745 ページ: 385-405
  • 査読あり
• [雑誌論文] The fission yeast meiosis-specific Dmcl recombinase mediates formation and branch migration of Holliday junctions by preferentially promoting strand-exchange in a direction opposite to that of Rad51. (2011)
  • 著者名/発表者名: Murayama Y., Tsutui, Y., Iwasaki H.
  • 雑誌名: Genes Dev. 巻: 25 ページ: 516-527
  • 査読あり
• [雑誌論文] Srs2 plays a critical role in reversible G2 arrest upon chronic and low doses of UV irradiation via two distinct homologous recombination-dependent mechanisms in post-replication repair deficient cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Hishida T, Hirade Y, Haruta N, Kubota Y and Iwasaki H
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol 巻: 30 ページ: 4840-4850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification and crystallization of Swi5 and Swi5-Sfr1 complex from fission yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara N, Hashimoto H, Yamada N, Unzai S, Ikeguchi M, Sato M, Murayama Y, Iwasaki H and Shimizu T
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 巻: F66 ページ: 1124-1126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Srs2 plays a critical role in reversible G2 arrest upon chronic and low doses of UV irradiation via two distinct homologous recombination-dependent mechanisms in post-replication repair deficient cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hishida T, Hirade Y, Haruta N, Kubota Y, Iwasaki H
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol 巻: 30 ページ: 4840-4850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nbs1 flexibly tethers Ctp1 and Mre11-Rad50 to coordinate DNA double-strand break processing and repair (2009)
  • 著者名/発表者名: Williams RS, Dodson GE, Limbo O, Yamada Y, Williams JS, Guenther G, Classen S, Glover JN, Iwasaki H Russell P and Tainer JA.
  • 雑誌名: Cell 巻: 139 ページ: 87-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] RAD6-RAD18-RAD5 pathway-dependent tolerance to chronic low-dose UV light (2009)
  • 著者名/発表者名: Hishida T, Kubota Y, Carr AM, and Iwasaki H
  • 雑誌名: Nature 巻: 457 ページ: 612-615
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nbs 1 flexibly tethers Ctp 1 and Mre 11-Rad50 to coordinate DNA double-strand break processing and repair (2009)
  • 著者名/発表者名: Williams RS, Dodson GE, Limbo O, Yamada Y, Williams JS, Guenther G, Classen S, Glover JN, Iwasaki H, Russell P, Tainer JA
  • 雑誌名: Cell 139 ページ: 87-99
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of Rad51 and Dmc1 recombinases in fission yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, H
  • 学会等名: New frontier of the research in Rad51 recombinase and its accessory proteins
  • 発表場所: Institut de Biologie Physico Chimique, Paris(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Reconstitution of two DNA strand exchange reactions during homologous recombination (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki H.
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Regulation of Rad51 recombinase in fission yeast. Japan-France conference on the RecA family recombinases : New Frontier of the research on Rad51 recombinases and its accessory proteins(Meeting organizer) (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki H.
  • 学会等名: Institut de Biologie Physico Chimique
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] 相同組換えにおけるDNA鎖交換反応の制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩崎博史
  • 学会等名: 日本遺伝学会第83回大会
  • 発表場所: 京都大学農学部・農学研究科
• [学会発表] Differential effects of Rad22 on the Rad51-and Dmc1-mediated DNA strand exchange reactions (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki H.
  • 学会等名: 6^<th> international fission yeast meeting
  • 発表場所: Harvard Medical School, Boston, USA
• [学会発表] Molecular mechanism of DNA strand exchange reaction, a central reaction of homologous recombination mediated by recombinases (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki H.
  • 学会等名: China-Japan Symposium on Cancer Research
  • 発表場所: 深川,中国
• [学会発表] Molecular mechanism of DNA strand exchange reaction, a central reaction of homologous recombination mediated by recombinases (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwassaki, H
  • 学会等名: China-Japan Symposium on Cancer Research
  • 発表場所: Shinzhen, China(招待講演)
• [学会発表] Differential effects of Rad22 on the Rad51- and Dmc1-mediated DNA strand exchange reactions (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, H
  • 学会等名: 6^<th> international fission yeast meeting
  • 発表場所: Harvard Medical School, Boston, USA(招待講演)
• [学会発表] 組換え修復の分子機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩崎博史
  • 学会等名: 生化学若い研究者の会
  • 発表場所: 八王子セミナーハウス(招待講演)
• [学会発表] 相同組換えにおけるDNA鎖交換反応の制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩崎博史
  • 学会等名: 日本遺伝学会第83回大会
  • 発表場所: 京都大学農学部・農学研究科(招待講演)
• [学会発表] Reconstitution of two DNA strand exchange reactions during homologous recombination (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩崎博史
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(招待講演)
• [学会発表] 組換え修復とHolliday構造の分岐点移動反応の方向性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩崎博史
  • 学会等名: 日本分子生物学会生化学会合同年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Biochemical differences between Rad51 and Dmc1 rcombinases from fission yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki H.
  • 学会等名: 3R Symposium
  • 発表場所: 富山国際会議場
• [学会発表] 組換え修復とHolliday構造の分岐点移動反応の方向性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩崎博史
  • 学会等名: 日本分子生物学会生化学会合同年会 BMB2010
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Characterization for in vitro sumoylation of Schizosaccharomyses pombe Rad22 protein involved in homologous recombination and recombination repair (2009)
  • 著者名/発表者名: Yumiko Kurokawa, Yasuto Murayama, Yasuhiro Tsutsui, Fumiaki Yamao, Hiroshi Iwasaki
  • 学会等名: 第32回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] Biochemical analysis of fissionyeast recombinases and their auxiliaryproteins (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki H.
  • 学会等名: 5^<th> international fission yeast meeting
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター、東京
• [学会発表] Regulation of strand exchange reactions by mediator proteins (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki H.
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conference
  • 発表場所: Snowmass Village, Colorado, USA
• [図書] Human CtIP and its homolog : Team players in DSB resection games. In DNA repair. On the pathways to Fixing DNA Damage and Errors (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui Y, Kawasaki A and Iwasaki H.
  • 総ページ数: 380
  • 出版者: InTech社
• [図書] Human CtIP and its homologs : Team players in DSB resection games. in DNA Repair-On the pathways to Fixing DNA Damage and Errors(Ed Storici) (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui Y, Kawasaki A, Iwasaki, H
  • 出版者: InTech
• [備考]
  • URL: http://www.iwasakilab.bio.titech.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.iwasakilab.bio.titech.ac.jp/