| 研究課題/領域番号 |
21K19233
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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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) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | DNA複製 / DnaA / DNA屈曲 / 複合体動態 / 細胞周期 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大腸菌IHFタンパク質は配列特異的にDNAに結合し鋭く屈曲させる。IHFによるDNA屈曲は、染色体の複製開始複合体の形成、核様体の構造形成、多様な遺伝子の転写や部位特異的組換え反応の制御などに重要であり、IHFはグローバルな制御因子としての役割を持つ。しかしながら、これまでIHFは細胞周期の制御因子としては重要視されていなかった。本計画は、複製開始タンパク質DnaAの活性化にもIHFが重要であるという研究代表者の独自発見を基盤にして、IHFの細胞周期制御システムにおける分子機構を新たに解明する。
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| 研究成果の概要 |
大腸菌IHFは配列特異的に結合するDNA屈曲因子である。IHF結合は染色体複製開始や遺伝子の転写制御に重要である。DARS2とdatAは複製開始因子DnaAの活性を制御する染色体DNA因子であり、IHF結合に依存して活性化される。複製開始前、DARS2が一時的にIHFと結合し活性化されDnaAを活性化する。複製開始後、datAが一時的にIHFと結合し活性化されDnaAを不活化する。本研究では、IHF結合の新規な制御因子候補が複数見出された。さらにdatA上流のtRNAオペロンからの転写流入がdatA-IHF複合体の解離に必要であること、またdatA領域内での複数の転写終結機構などが解明された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
datA-IHF複合体は複製開始因子DnaAの活性を抑制する。本研究では、datA-IHF複合体の解離はtRNAオペロンからの転写流入に依存することがわかった。tRNAの転写は細胞増殖が停止する増殖相やアミノ酸枯渇等によりタンパク質合成が阻害される環境（緊縮制御下）では阻害される。このような状況では、tRNAの転写阻害によりdatA-IHF複合体が構成的に形成され、DnaAの不活化を進める、と考えられる。つまり増殖相や環境応答、あるいは転写―翻訳系と連係した複製開始の新たな制御メカニズムが発見された。さらにDARS2-IHF複合体の新たな制御因子候補が見出されたことなども重要な進展と言える。
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