ＤＮＡ複製に関与する超分子複合体の形態解析

• 研究課題/領域番号: 24770157
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 日詰 光治 国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 助教 (10378846)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: DNA replication / nucleosome / atomic force microscopy / DNA複製 / ヌクレオソーム / 原子間力顕微鏡 / クロマチン

研究成果の概要

DNA複製の開始制御において、多数のタンパク質複合体が集合して超分子複合体を形成し、高度な制御を行っている。
本研究では、これら複合体を試験管内でDNA上に集合させ、AFMによる構造解析と生化学的解析を行った。その結果、複製開始点に特異的に結合するタンパク質複合体 ORC は、複製開始点付近のヌクレオソーム配位の再編成を誘導し、塩基配列特異的な結合を確立することを見出した。また、DNA-MCM複合体の観察から、MCM上にDNAのループ状構造が形成されている様子を検出した。このような高次構造形成は、本研究のような試験管内実験系をAFM可視化を組み合わせることにより初めて検出可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Concerted interaction between origin recognition complex (ORC), nucleosomes, and replication origin DNA ensures stable ORC-origin binding (2013)
  • 著者名/発表者名: Hizume, K., Yagura, M. and Araki, H.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 18 号: 9 ページ: 764-779
  • DOI: 10.1111/gtc.12073
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lamin B receptor recognizes specific modifications of histone H4 in heterochromatin formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirano Y, Hizume K, Kimura H, Takeyasu K, Haraguchi T, Hiraoka Y
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287 号: 51 ページ: 42654-42663
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.397950
  • 査読あり
• [雑誌論文] Core histone charge and linker histone H1 effects on the chromatin structure of Schizosaccharomyces pombe. (2012)
  • 著者名/発表者名: Prieto, E., Hizume, K., Kobori, T., Yoshimura, S.H., and Takeyasu, K.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 76 ページ: 2261-2266
  • NAID: 40019531146
  • 査読あり
• [学会発表] MCM－DNA複合体の原子間力顕微鏡による可視化解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 日詰光治、荒木弘之
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] Nucleosome on helicase activity of CMG complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Hizume K, Yagura M, Endo S, Araki H
  • 学会等名: the 9th 3R Symposium
  • 発表場所: 御殿場市（御殿場高原ホテル）
  • 年月日: 2014-11-18
• [学会発表] DNA REPLICATION LICENSING ON THE CHROMATIN FIBER: VISUALIZATION BY ATOMIC FORCE MICROSCOPY
  • 著者名/発表者名: Hizume K, Yagura M, Araki H
  • 学会等名: "Eukaryotic DNA Replication & Genome Maintenance" at Cold Spring Harbor Laboratory
  • 発表場所: New York, USA
• [学会発表] ORC の複製開始点特異的な結合に寄与する、ORC/nucleosome/複製開始点DNA 間の協調的相互作用
  • 著者名/発表者名: 日詰光治、矢倉勝、荒木弘之
  • 学会等名: 第22回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • 発表場所: 仙台市
• [学会発表] クロマチンファイバー上でのDNA複製のライセンシング：原子間力顕微鏡による可視化解析
  • 著者名/発表者名: 日詰光治、矢倉勝、荒木弘之
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸市
• [学会発表] 真核生物DNA複製の開始制御における、クロマチン上への複製開始因子集合の観察
  • 著者名/発表者名: 日詰光治、矢倉勝、荒木弘之
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 走査型プローブ顕微鏡分科会 平成２５年度研究会（バイオ系SPM研究会）
  • 発表場所: 新潟県南魚沼郡湯沢町