クロマチンＤＮＡにおけるＤＮＡ修復機構の蛍光１分子イメージング

• 研究課題/領域番号: 24570182
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 光産業創成大学院大学 (2013-2014); 京都大学 (2012)
• 研究代表者: 横田 浩章 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 准教授 (90415547)
• 連携研究者: 菅澤 薫 神戸大学, 自然科学系先端融合研究環バイオシグナル研究センター, 教授 (70202124) ; 岩井 成憲 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10168544)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: DNA損傷・修復 / タンパク質 / 核酸の構造 / 動態 / 機能

研究成果の概要

真核生物（ヒト）のDNA修復において機能する修復タンパク質がDNAとどのように相互作用し、損傷部位を認識するのかを、これまで開発してきた1分子計測顕微鏡を用いて、1分子可視化した。その結果、DNA損傷認識に関わるXPC複合体（XPC-RAD23B）が損傷DNAに高いアフィニティで結合すること、DNA上で1次元拡散運動を行っていることを明らかにした。これら1次元拡散運動の拡散係数の値は広く分布しており、このことはXPC複合体が必ずしもDNAのらせんに忠実に沿って動かず、DNA上をより速く移動し、長大な非損傷DNAに存在する損傷を効率よく、かつ確実に見つけ出していることを示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] Construction and Characterization of Cy3- or Cy5-Conjugated Hairpin Pyrrole / Imidazole Polyamide Binding to DNA in the Nucleosome (2014)
  • 著者名/発表者名: Han, Y-W.; Tsunaka, Y.; Yokota, H.; Matsumoto, T.; Kashiwazaki, G.; Morinaga, H.; Hashiya, K.; Bando, T.; Sugiyama, H.; Harada, Y.
  • 雑誌名: Biomater. Sci. 巻: 2 号: 3 ページ: 297-307
  • DOI: 10.1039/c3bm60202h
  • NAID: 120005587835
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically detected magnetic resonance of nanodiamonds in vivo; Implementation of selective imaging and fast sampling (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshinari, Y., Mori, S., Igarashi, R., Sugi, T., Yokota, H., Ikeda, K., Sumiya, H., Mori, I., Tochio, H., Harada, Y., Shirakawa, M.
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 巻: －
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule imaging of the oligomer formation of the non-hexameric Escherichia coli UvrD helicase (2013)
  • 著者名/発表者名: Yokota, H., Chujo, Y., and Harada, Y.
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 104 号: 4 ページ: 924-933
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.01.014
  • NAID: 120005245095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Binding of hairpin pyrrole and imidazole polyamides to DNA : relationship between torsion angle and association rate constants (2012)
  • 著者名/発表者名: Han YW, Matsumoto T, Yokota H, Kashiwazaki G, Morinaga H, Hashiya K, Bando T, Harada Y, Sugiyama H.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 40 号: 22 ページ: 11510-11517
  • DOI: 10.1093/nar/gks897
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time background-free selective imaging of fluorescent nanodiamond in vivn (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Igarashi, Yohsake Yoshinari, Riroaki Yokoia, Takuma Sugi, Fuminori Sugihara, Kazuhiro Ikeda, Hiroshi Sumiya, Shigenori Tsuji, Ikme Mori, Hidehito Tochio, Yoshie Rarada, Masahiro Shirakawa.
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 12 号: 11 ページ: 5726-5732
  • DOI: 10.1021/nl302979d
  • 査読あり
• [学会発表] 哺乳類ヌクレオチド除去修復タンパク質XPCのDNA結合モードの1分子イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 横田浩章, 戸根大輔, 大西優貴, 韓龍雲, 原田慶恵, 菅澤薫
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市西区）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] 哺乳類ヌクレオチド除去修復タンパク質XPCのDNA結合モードの1分子イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 横田浩章, 戸根大輔, 大西優貴, 韓龍雲, 原田慶恵, 菅澤薫
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市白石区）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Single-molecule direct visualization of the mammalian nucleotide excision repair protein XPC (2013)
  • 著者名/発表者名: Yokota, H., Tone, D., Han, Y.-W., Sugasawa, K. Harada, Y.
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] 哺乳類ヌクレオチド除去修復タンパク質XPCの1分子イメージング：DNA上での1次元自由拡散運動の観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横田浩章, 戸根大輔, 韓龍雲, 原田慶恵, 菅澤薫
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] タンパク質の1 分子動態計測 ～1 分子直視と1 分子顕微鏡開発～
  • 著者名/発表者名: 横田浩章
  • 学会等名: 浜松ホトニクスシステム事業部 セミナー
  • 発表場所: 浜松ホトニクスシステム事業部
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質の1 分子動態計測 ～1 分子直視と1 分子顕微鏡開発
  • 著者名/発表者名: 横田浩章
  • 学会等名: 浜松ホトニクス中央研究所 講演会
  • 発表場所: 浜松ホトニクス中央研究所
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体でDNA を巻き戻す
  • 著者名/発表者名: 横田浩章, 原田慶恵
  • 学会等名: 日本生物物理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体でDNA を巻き戻す
  • 著者名/発表者名: 横田浩章, 原田慶恵
  • 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
• [学会発表] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体形成の1分子イメージング
  • 著者名/発表者名: 横田浩章, 原田慶恵
  • 学会等名: 2013年生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] タンパク質1分子の動態計測―1分子直視と1分子顕微鏡開発―
  • 著者名/発表者名: 横田浩章
  • 学会等名: 名古屋大学理学研究科生命理学専攻セミナー
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質1分子の動態計測―1分子直視と1分子顕微鏡開発―
  • 著者名/発表者名: 横田浩章
  • 学会等名: 北海道大学理学研究院化学部門生物有機化学研究室セミナ
  • 発表場所: 北海道大学
  • 招待講演
• [学会発表] Single-molecule imaging of ATPase reactions catalyzed by a DNA helicase
  • 著者名/発表者名: Yokota, H.
  • 学会等名: Symposium on Hydration and ATP Energy
  • 発表場所: ホテル岩沼屋（仙台市）
  • 招待講演
• [備考] 光産業創成大学院大学光産業創成研究科 光バイオ分野
  • URL: http://www.gpi.ac.jp/research/teacher/professor-18.html