DNA複製および転写に伴うDNAトポロジー変化に起因する染色体再編誘発機構

• 研究課題/領域番号: 25291077
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝・染色体動態
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 真木 寿治 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (20199649)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2013年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 染色体再編・維持 / 遺伝的不安定性 / 繰り返し配列

研究成果の概要

多くの生物種のゲノム中には各種の反復配列が存在し、ガンや遺伝病を引き起こす染色体再編の原因となる。試験管内DNA複製系を用いて、鋳型DNA中の長い逆向き反復配列のDNA複製に対する影響を解析した結果、この反復配列は複製に依存して十字構造を取り、複製の進行を一時的に阻害することを明らかにした。大腸菌のSbcCDタンパク質は十字構造DNAを末端から分解し、二本鎖DNA切断を引き起こして、遺伝的不安定性をもたらすことが分かった。

研究成果

• [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)
• [雑誌論文] Long inverted repeat transiently stalls DNA replication by forming hairpin structures on both leading and lagging strands (2016)
  • 著者名/発表者名: Lai P.J., Lim C.T., Le H.P., Katayama T., Leach D.R.F, Furukohri A＊., Maki H.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 21 号: 2 ページ: 136-145
  • DOI: 10.1111/gtc.12326
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel mode of nuclease action is revealed by the bacterial Mre11/Rad50 complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Lim C.T., Lai P.J., Leach D.R.F, Maki H., Furukohri A
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 43 ページ: 9804-9816
  • DOI: 10.1093/nar/gkv855
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Short CCG repeat in huntingtin gene is an obstacle for replicative DNA polymerases, potentially hampering progression of replication fork. (2015)
  • 著者名/発表者名: Le HP, Masuda Y, Tsurimoto T, Maki S, Katayama T, Furukohri A, Maki H.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 10 号: 10 ページ: 817-833
  • DOI: 10.1111/gtc.12275
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Recombinase and translesion DNA polymerase decrease the speed of replication fork progression during the DNA damage response in Escherichia coli cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tan K.W., Pham M.T., Furukohri A, Maki H. and Akiyama T.M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 43 号: 3 ページ: 1715-1725
  • DOI: 10.1093/nar/gkv044
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] DNA polymeraes IV mediates efficient and quick recovery at N2-dG adducts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikeda M, Furukohri A, Philippin G, Loechler E, Akiyama MT, Katayama T, Fuchs RP, Maki H.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 42 号: 13 ページ: 8461-8472
  • DOI: 10.1093/nar/gku547
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A single-molecule approach to DNA replication in Escherichia coli cells demonstrated that DNA polymerase III is a major determinant of fork speed. (2013)
  • 著者名/発表者名: Pham M.T., Tan K.W., Sakumura Y., Okumura K., Maki H. and Akiyama T.M.
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 巻: 90 号: 3 ページ: 584-596
  • DOI: 10.1111/mmi.12386
  • 査読あり
• [学会発表] 大腸菌のrecAまたはdinB遺伝子の過剰発現による複製フォーク進行の遅延 (2015)
  • 著者名/発表者名: Tan Kang Wei, Pham Minh Tuan, 古郡麻子, 真木壽治, 秋山昌広
  • 学会等名: 日本分子生物学会第３８回年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 大腸菌の栄養環境が酸化ＤＮＡ損傷と活性酸素種に与える影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 布瀬翔平, Tom Conrad, 安藤さやか, 豊本奈美江, 中村葵, 秋山昌広, 真木壽治
  • 学会等名: 日本遺伝学会第８７回大会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県仙台市
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] 低ｐＨ培養環境は大腸菌細胞内の酸化ＤＮＡ損傷レベルを上昇させる (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮原亮太, 真木壽治
  • 学会等名: 日本遺伝学会第８７回大会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県仙台市
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] Biochemical analysis reveals a novel action of bacterial Mre11/Rad50 complex (2015)
  • 著者名/発表者名: 古郡麻子, Lim Chew Theng, Lai Pey Jiun, David R.F. Leach, 真木壽治
  • 学会等名: 日本遺伝学会第８７回大会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県仙台市
  • 年月日: 2015-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] recAまたはdinB遺伝子の過剰発現による複製フォーク速度の低下 (2015)
  • 著者名/発表者名: Tan Kang Wei, Pham Minh Tuan, 古郡麻子, 真木壽治, 秋山昌広
  • 学会等名: 日本遺伝学会第８７回大会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県仙台市
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] 大腸菌DNAポリメラーゼＩの細胞内機能におけるβクランプの役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本崇史, 真木壽治
  • 学会等名: 日本遺伝学会第８７回大会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県仙台市
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] ヌクレオチドプールとＤＮＡの酸化損傷に起因する突然変異 (2015)
  • 著者名/発表者名: 真木壽治
  • 学会等名: 日本遺伝学会第８７回大会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県仙台市
  • 年月日: 2015-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸菌のSOS応答による複製フォークの進行速度の低下 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tang Kang Wei、Pham Minh Tuan、古郡麻子、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
  • 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・神奈川県・横浜市
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Escherichia coli DNA polymerase IV mediates quick recpovery of repliaction forks stalled at N2-dG adducts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Furukohri, A., Ikead, M., Akiyama, M., Katayama, T., Fuchs R.P., and Maki, H.
  • 学会等名: The 9th 3R International Symposium
  • 発表場所: 御殿場高原ホテル・静岡県・御殿場市
  • 年月日: 2014-11-11 – 2014-11-21
• [学会発表] A single molecule approach to DNA replication in Escherichia coli cells demonstrated that DNA polymerae III is a major determinant of fork speed. (2014)
  • 著者名/発表者名: Pham, TM., Tan, K.W., Sakumura, Y., Okumura,K., Furukohri, A., Maki, H.,and Akiyama, T.M.
  • 学会等名: The 9th 3R International Symposium
  • 発表場所: 御殿場高原ホテル・静岡県・御殿場市
  • 年月日: 2014-11-11 – 2014-11-21
• [学会発表] 大腸菌損傷乗り越え型 DNA Polymerase IV の複製フォークにおける役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古郡麻子、池田美央、西川義人、秋山昌広、片山 勉、Robert P. Fuchs、真木寿治
  • 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・滋賀県・長浜市
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 大腸菌のSOS応答による複製フォーク速度の減速 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tang Kang Wei、Pham Minh Tuan、古郡麻子、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
  • 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・滋賀県・長浜市
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] A short CCG run in the Huntingtin gene is an obstacle for replicative DNA polymerases, potentially hampering fork progression. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hang, L.P., Furukohri, A., Masuda, Y., Maki, S., Katayama, T., Fuchs R.P., and Maki, H.
  • 学会等名: DNA polymerases: Biology, Diseases and Biomediacal Appliatiuon Conference 2014
  • 発表場所: Robinson college, Cambridge (England)
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [学会発表] Escherichia coli DNA polymerase IV mediates quick recpovery of repliaction forks stalled at N2-dG adducts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Furukohri, A., Ikead, M., Akiyama, M., Katayama, T., Fuchs R.P., and Maki, H.
  • 学会等名: DNA polymerases: Biology, Diseases and Biomediacal Appliatiuon Conference 2014
  • 発表場所: Robinson college, Cambridge (England)
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [学会発表] A single molecule approach to DNA replication in Escherichia coli cells demonstrated that DNA polymerae III is a major determinant of fork speed. (2014)
  • 著者名/発表者名: Pham, TM., Tan, K.W., Sakumura, Y., Okumura,K., Furukohri, A., Maki, H.,and Akiyama, T.M.
  • 学会等名: DNA polymerases: Biology, Diseases and Biomediacal Appliatiuon Conference 2014
  • 発表場所: Robinson college, Cambridge (England)
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [学会発表] 大腸菌細胞におけるDNA複製フォークの進行速度に関する一分子解析. (2013)
  • 著者名/発表者名: Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
  • 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、神戸市
• [学会発表] 大腸菌細胞における複製フォークの進行速度に関する一分子解析. (2013)
  • 著者名/発表者名: Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
  • 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: ホテルニュー水戸屋、仙台市
• [学会発表] 大腸菌 Pol IV の働きにより複製フォークはN2-dG DNA損傷を効率よく乗り越えて進行を続ける (2013)
  • 著者名/発表者名: 古郡麻子、池田美央、秋山昌広、片山 勉、Robert P. Fuchs、真木寿治
  • 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: ホテルニュー水戸屋、仙台市
• [学会発表] 自然突然変異とDNAポリメラーゼの分子機構研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 真木寿治
  • 学会等名: 日本遺伝学会 第85回大会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス、横浜市
  • 招待講演
• [学会発表] A sequence flanking CAG/CTG trinucleotide repeats in the gene responsible for Hiungtington's disease has a potential for blocking DNA polymerases and may cause the replication fork arrest. (2013)
  • 著者名/発表者名: Phuong Hang Le、古郡麻子、増田雄司、片山 勉、真木智子、真木寿治
  • 学会等名: 日本遺伝学会 第85回大会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス、横浜市
• [学会発表] DNA polymerase III is a major determinat of replication fork speed in Escherichia coli. (2013)
  • 著者名/発表者名: Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
  • 学会等名: 日本遺伝学会 第85回大会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス、横浜市
• [学会発表] 大腸菌細胞のDNA複製フォーク速度の単分子解析. (2013)
  • 著者名/発表者名: Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
  • 学会等名: 日本遺伝学会 第85回大会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス、横浜市
• [学会発表] 大腸菌細胞のDNA複製フォーク速度の単分子解析. (2013)
  • 著者名/発表者名: Pham Minh Tuan、Tang Kang Wei、作村諭一、奥村克純、真木寿治、秋山昌広
  • 学会等名: 第10回 21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: ラフォーレ修善寺、伊豆市