試験管内再構成系を用いた相同組換え反応における時空間ダイナミズムの分子機構研究

• 研究課題/領域番号: 24247033
• 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, 生命理工学研究科, 教授 (60232659)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円); 2015年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2014年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2013年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円); 2012年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
• 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 / Rad51 / 分裂酵母 / Swi5-Sfr1 / Fbh1 / Rad51リコンビナーゼ / 遺伝情報維持 / Swi5-Sfr1 複合体 / リアルタイムアッセイ / Ctp1 / Swi5-Sfr1複合体 / 試験管内再構成系 / Brca2

研究成果の概要

本申請研究では、分裂酵母を主要な生物モデル系として、申請代表者らによって独自に発見された因子を中心に、これらの因子がどのように組換え反応に関与するのか詳細に解析した。特に、以下の2点において大きな成果を得ることができた。１）Swi5-Sfr1タンパク質複合体のX線立体構造を決定し、Rad51依存的DNA鎖交換反応の活性化機構についてモデルを提唱した。２）ヘリカーゼ活性とユビキチンE3活性をもつFbh1が、それぞれの活性を利用して、Rad51リコンビナーゼに対して正負の制御をして、組換え反応のクオリティコントロールをしていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Multiple regulation of rad51-mediated homologous recombination by fission yeast fbh1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui Y, Kurokawa Y, Ito K, Siddique MS, Kawano Y, Yamao F and Iwasaki H.
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 28 号: 8 ページ: e1004542-e1004542
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1004542
  • NAID: 120007115992
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Swi5-Sfr1 protein stimulates Rad51-mediated DNA strand exchange reaction through organization of DNA bases in the presynaptic filament. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fornander LH, Renodon-Corniere A, Kuwabara N, Ito K, Tsutsui Y, Shimizu T, Iwasaki H, Norden B, Takahashi M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 42 号: 4 ページ: 2358-2365
  • DOI: 10.1093/nar/gkt1257
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dual regulation of Dmc1-driven DNA strand exchange by Swi5-Sfr1 activation and Rad22 inhibition. (2013)
  • 著者名/発表者名: Murayama Y, Kurokawa Y, Tsutsui Y, Iwasaki H.
  • 雑誌名: Genes & Development 巻: 27 号: 21 ページ: 2299-2304
  • DOI: 10.1101/gad.218693.113
  • NAID: 120007115993
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterisation of an intrinsically disordered protein complex of Swi5-Sfr1 by ion mobility mass spectrometry and small-angle X-ray scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: Saikusa K, Kuwabara N, Kokabu Y, Inoue Y, Sato M, Iwasaki H, Shimizu T, Ikeguchi M, Akashi S
  • 雑誌名: Analys 巻: 138 号: 5 ページ: 1441-14499
  • DOI: 10.1039/c2an35878f
  • NAID: 120006557136
  • 査読あり
• [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 (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Kuwabara, Y.Murayama, H.Hashimoto, Y.Kokabu, M.Ikeguchi, M.Sato, K.Mayanagi, Y.Tsutsui, H.Iwasaki,and T.Shimizu
  • 雑誌名: Structure 巻: 20 号: 3 ページ: 440-449
  • DOI: 10.1016/j.str.2012.01.005
  • 査読あり
• [学会発表] Ca2+イオンによる分裂酵母Dmc1 リコンビナーゼ依存的DNA 鎖交換反応活性化のメカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒川裕美子、寺田行宏、真木孝尚、伊藤健太郎、村山泰斗、筒井康博、Takahashi Masayuki、岩﨑博史
  • 学会等名: 第２３回DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
  • 発表場所: 燒津
  • 年月日: 2015-10-19
• [学会発表] Ca2 +は分裂酵母のRad51 とDmc1 に対して異なる作用を示す (2015)
  • 著者名/発表者名: 真木孝尚、 黒川裕美子、 伊藤健太郎、村山泰斗、Masayuki Takahashi、 岩崎博史
  • 学会等名: 第２３回DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
  • 発表場所: 燒津
  • 年月日: 2015-10-19
• [学会発表] 分裂酵母 Swi5-Sfr1 による Rad51 DNA 鎖交換反応の活性化メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤健太郎、原口啓介、岩﨑博史
  • 学会等名: 第２３回DNA 複製・組換え・修復ワークショップ
  • 発表場所: 燒津
  • 年月日: 2015-10-19
• [学会発表] 分裂酵母Rad51リコンビナーゼとその活性化因子Swi5-Sfr1、及び、 Rad55-Rad57複合体との相互作用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩崎博史、伊藤健太郎、筒井康博、黒川裕美子、村山泰斗、高橋正行
  • 学会等名: 日本遺伝学会第87回大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-09-24
• [学会発表] Molecular analysis of the site-specific recombination mediated by XerA from Thermoplasma acidophilum (2015)
  • 著者名/発表者名: Minji Jo, Yasuhiro Tsutsui, Hiroshi Iwasaki
  • 学会等名: 日本遺伝学会第87回大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-09-24
• [学会発表] 出芽酵母における複製ストレス応答に関わる新たな因子の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石毛大輔、毛谷村賢司、長谷川ゆき、岩崎博史、菱田卓
  • 学会等名: 日本遺伝学会第87回大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-09-24
• [学会発表] Genetic dissection of the Rad51 Interfaces to recombinases activator proteins (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Iwasaki
  • 学会等名: 2015 International RecA and chromosome biology conference
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular dissection of Rad51 recombinase interfaces to recombinases activator, Rad55-Rad57 and Swi5-Sfr1 protein complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Iwasaki, Kentaro Ito
  • 学会等名: Pombe 2015, International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 分裂酵母Rad51とその２つの補助因子Swi5-Sfr1, Rad55-Rad57との相互作用の分子機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植村 慧一、伊藤 健太郎、小甲 裕一、池口 満徳、筒井 康博、岩崎 博史
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 分裂酵母Dmc1はCa2+によってDNA鎖交換活性が上昇する (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺田 行宏、黒川 祐美子、伊藤 健太郎、村山 泰斗、筒井 康博、岩崎 博史
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 分裂酵母Dmc1 リコンビナーゼは有糸分裂時にDNA損傷によって誘導される (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島 大佑、黒川 裕美子、村山 泰斗、筒井 康博、岩崎 博史
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 分裂酵母Fボックスヘリカーゼによる相同組換えの多面的制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 分裂酵母Fボックスヘリカーゼによる相同組換えの多面的制御機構
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館, 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] 分裂酵母Fbh1ヘリカーゼによるRad51リコンビナーゼ制御機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 筒井 康博、伊藤 健太郎、黒川裕美子、岩﨑 博史
  • 学会等名: 日本遺伝学会第86回大会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学、滋賀
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] EMBO workshop: Mechanisms of Recombination: 50th Anniversary of the Holliday Model. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Iwasaki
  • 学会等名: EMBO workshop: Mechanisms of Recombination: 50th Anniversary of the Holliday Model.
  • 発表場所: Alicante, Spain
  • 年月日: 2014-05-19 – 2014-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] Functional interactions between Rad51 recombinase and its activator Swi5-Sfr1 complex in fission yeast (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito K, Tsutsui Y, and Iwasaki H
  • 学会等名: Pombe 2013: 7th International Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: London
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanisms of DNA strand exchange by Rad51 and its accessary factor (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki H.
  • 学会等名: 第８６回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 招待講演
• [学会発表] Structure and Functions of the Fission Yeast Swi5-Sfr1 Complex, an Activator of Rad51 Presynaptic Filaments (2012)
  • 著者名/発表者名: HiroshiI Iwasaki
  • 学会等名: 2012 ASBMB Annual Meeting （american society of biochemistry and molecular biology)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Structure and functions of the fission yeast Swi5-Sfr1 complex, an activator of the Rad51 presynaptic filament (2012)
  • 著者名/発表者名: HiroshiI Iwasaki
  • 学会等名: 2012 EMBO workshop: Recombination Mechanisms and Genome Instabilit
  • 発表場所: Jerez de la Frontera, Spain
  • 招待講演
• [学会発表] Structure and function of the fission yeast Swi5-Sfr1 complex (2012)
  • 著者名/発表者名: HiroshiI Iwasaki
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場 (兵庫県）
  • 招待講演
• [学会発表] 分裂酵母のMre11-Rad50-Nbs1複合体、及び、その相互作用因子Ctp1の精製と解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川中子仁志、川崎昭仁、筒井康博、岩崎博史
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡 (福岡県）
• [学会発表] 分裂酵母Rad51リコンビナーゼと活性化因子Swi5-Sfr1複合体の相互作用の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤健太郎、筒井康博、小甲裕一、池口満徳、岩﨑博史
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡 (福岡県）
• [図書] DNA strand exchanging protein Dmc1 from fission yeast. In Protein Purification-Principles and Trends. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murayama Y, Kurokawa Y, Tsutsui Y and Iwasaki H
  • 出版者: iConcept Press Ltd
• [備考] 岩崎研究室
  • URL: http://www.iwasakilab.bio.titech.ac.jp
• [備考] 岩崎研究室
  • URL: http://www.iwasakilab.bio.titech.ac.jp
• [備考] Iwasaki Laboratory
  • URL: http://www.iwasakilab.bio.titech.ac.jp