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Smc 複合体によるDNA 高次構造解消反応の制御機構の解明

公募研究

研究領域染色体オーケストレーションシステム
研究課題/領域番号 16H01404
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関国立遺伝学研究所 (2017)
東京工業大学 (2016)

研究代表者

村山 泰斗  国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 准教授 (60531663)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード染色体動態 / 染色体分配 / DNA高次構造 / SMC5/6複合体 / コヒーシン / 相同組換え / 試験管内再構成 / ゲノム / 蛋白質 / SMC 複合体 / SMC複合体
研究実績の概要

SMC複合体は、巨大なリング状構造のATPase複合体で、染色体凝集、姉妹染色体接着など、正確な分配に必須な染色体構造の形成に中心的な役割を果たす。一方で、SMC複合体はDNA高次構造の解消とも密接に関連している。SMC5/6複合体は、このようなDNA高次構造の解消に不可欠であるが、その分子機構の詳細は不明である。本研究は、試験管内でSMC5/6複合体・コヒーシン依存的なDNA高次構造解消反応を再構成し、その分子機構の解明を目指した。
分裂酵母のSMC5/6複合体について、コア複合体 (SMC5、SMC6、NSE1、NSE2、NSE3、NSE4) と NSE5-NSE6 ヘテロ複合体に分け、それぞれ精製する系を構築した。精製したタンパク質を用いて、SMC5/6複合体のDNA結合反応を試験管内で再構成することができた。SMC5/6複合体は2重鎖 DNA とトポロジカルに結合したが、単鎖DNAに対してより高い親和性を示した。また、コヒーシンも単鎖DNA結合能を有し、単鎖 - 2重鎖間でDNAの接着を形成することを見出した。これらはまだ断片的な結果であるが、DNA高次構造解消に必要とされる活性が検出されつつある。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] フランシスクリック研究所(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] フランシスクリック研究所(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Establishment of DNA-DNA Interactions by the Cohesin Ring2018

    • 著者名/発表者名
      Murayama Yasuto、Samora Catarina P.、Kurokawa Yumiko、Iwasaki Hiroshi、Uhlmann Frank
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 172 号: 3 ページ: 465-477

    • DOI

      10.1016/j.cell.2017.12.021

    • NAID

      120007117667

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Two three-strand intermediates are processed during Rad51-driven DNA strand exchange.2018

    • 著者名/発表者名
      Ito K, Murayama Y, Takahashi M, Iwasaki H.
    • 雑誌名

      Nat Struct Mol Biol

      巻: 25 号: 1 ページ: 29-36

    • DOI

      10.1038/s41594-017-0002-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fundamental cell cycle kinases collaborate to ensure timely destruction of the synaptonemal complex during meiosis.2017

    • 著者名/発表者名
      Argunhan B, Leung WK, Afshar N, Terentyev Y, Subramanian VV, Murayama Y, Hochwagen A, Iwasaki H, Tsubouchi T, Tsubouchi H.
    • 雑誌名

      EMBO J

      巻: 36 号: 17 ページ: 2488-2509

    • DOI

      10.15252/embj.201695895

    • NAID

      120007117670

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In vitro site-specific recombination mediated by the tyrosine recombinase XerA of Thermoplasma acidophilum.2017

    • 著者名/発表者名
      Jo M, Murayama Y, Tsutsui Y and Iwasaki H.
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 646-661

    • DOI

      10.1111/gtc.12503

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1.The Differentiated and Conserved Roles of Swi5-Sfr1 in Homologous Recombination.2017

    • 著者名/発表者名
      Argunhan B, Murayama Y and Iwasaki H.
    • 雑誌名

      FEBS letter

      巻: - 号: 14 ページ: 2035-2047

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12656

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure of the cohesin loader Scc22017

    • 著者名/発表者名
      William C. H. Chao, Yasuto Murayama, Sofia Munoz, Andrew W. Jones, Benjamin O. Wade, Andrew G. Purkiss, Xiao-Wen Hu, Aaron Borg, Ambrosius P. Snijders, Frank Uhlmann, Martin R. Singleton
    • 雑誌名

      nature COMMUNICATIONS

      巻: - 号: 1

    • DOI

      10.1038/ncomms13952

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Cohesin mediates DNA-DNA tethering in vitro2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Murayama, Catarina P. Samara, Frank Uhlmann.
    • 学会等名
      The 2nd meeting on SMC proteins. Chromosome organizers from bacteria to human
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 試験管内再構成から予想される姉妹染色体接着の形成メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      平成29年度 若手放射線生物学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コヒーシンリングによる姉妹染色体接着形成メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      日本遺伝学会 第89回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] コヒーシン複合体は2本のDNAと同時に結合する2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      第24回 DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 姉妹染色体接着はどのように形成されるか?2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      2017年度 生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 精製したコヒーシンはATP依存的に2本のDNAと結合する2017

    • 著者名/発表者名
      村山泰斗
    • 学会等名
      第35回 染色体ワークショップ・第16回 核ダイナミクス研究会 合同開催
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究室紹介

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/research/organization-top/laboratories/murayama

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] IWASAKA Laboratory

    • URL

      http://www.iwasakilab.bio.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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