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新たな染色体分配因子の運動と機能の分子機構解析

公募研究

研究領域運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
研究課題/領域番号 25117516
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
研究機関九州大学

研究代表者

片山 勉  九州大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (70264059)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2014年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードダイナミン様因子 / 染色体接着 / 染色体分配 / 染色体移動 / 複製クランプ / DNAタンパク質複合体 / 蛍光顕微鏡解析 / 大腸菌
研究実績の概要

染色体分配の過程では、DNA複製装置により新規合成されたDNA鎖が一時的に接着し、次いで、細胞の両極方向に向かって運搬されてゆく。大腸菌で新生DNA鎖が一時的に接着する分子機構は不明だったが、代表者らはダイナミン相同蛋白質CrfCが、新生DNA鎖上に結合したまま残っているDNAポリメラーゼDNA結合サブユニット(クランプ因子)に結合し、「かすがい」のような働きで新生DNA鎖同士を接着させることを明らかにした。同時に、CrfCはDNAの運搬先である細胞クォーター部位にも局在していることがわかった(Ozaki et al., Cell Reports, 2013)。細胞クォーター部位には染色体分配に重要なコンデンシン機能をもつSMC蛋白質MukBも局在している。本年度は、当初の計画と昨年度の成果に基づき、まず、CrfCの機能構造解析を進めた。CrfCはN末にクランプ結合部位とGTPアーゼドメインがあるが、C末ドメインの重要性は不明であった。昨年度はC末ドメインの体系的な欠失変異解析により、染色体分配に必須な領域を特定した。本年度は、特定した領域において種間保存性の高い残基に着目して、体系的に部位特異的変異を導入して解析した。その結果、C末の特定の残基が、CrfCの細胞クォーター部位への局在と染色体の均等分配に必要であることがわかった。さらに、CrfCのGTPアーゼ活性を再現性よく定量できる条件を確立し、GTPアーゼが活性化する条件を見出した。CrfCは、ダイナミン同様、多様なサイズの多量体を形成するが、ゲル濾過法と合わせて解析すると、CrfCのGTPアーゼ活性が多量体サイズによって制御されていることが示唆された。加えて、CrfC結合因子の網羅的探索からは数種の候補因子が得られ、有望な因子について個々に機能解析を進めた。そのうち1種はCrfCの染色体分配機能に関わる可能性がある。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] 複製後のDNAの接着と分配を制御する新規なタンパク質因子2015

    • 著者名/発表者名
      片山 勉
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 51 ページ: 99-103

    • NAID

      130007447995

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Replicase Clamp-Binding Dynamin-like Protein Promotes Colocalization of Nascent DNA Strands and Equipartitioning of Chromosomes in E. coli.2013

    • 著者名/発表者名
      Ozaki, S., Matsuda, Y., Keyamura, K., Kawakami, H., Noguchi, Y., Kasho, K., Nagata, K., Masuda, T., Sakiyama, Y., Katayama, T.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 4 号: 5 ページ: 985-995

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2013.07.040

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 大腸菌のダイナミン様因子CrfCの染色体接着・分配における役割とGTP結合・水解活性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      野口泰徳, 片山 勉
    • 学会等名
      2015年 生体運動合同班会議
    • 発表場所
      学習院大学(東京都豊島区)
    • 年月日
      2015-01-07 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の新生DNA鎖の接着および均等分配を支えるダイナミン様蛋白質CrfCのC末端領域の機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      谷口紗輝, 野口泰徳, 加生 和寿, 片山 勉
    • 学会等名
      2015年 生体運動合同班会議
    • 発表場所
      学習院大学(東京都豊島区)
    • 年月日
      2015-01-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The E. coli dynamin-like protein CrfC binds the replicase clamp and sustains colocalization of sister replication forks2014

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Katayama, Ozaki Shogo, Kenji Keyamura, Yasunori Noguchi, Saki Taniguchi, Komomo Nagata, Yukari Sakiyama, Hironori Kawakami, Kazutoshi Kasho
    • 学会等名
      The 9th 3R Symposium
    • 発表場所
      静岡県御殿場市
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新たな染色体分配因子の運動と機能の分子機構解析2014

    • 著者名/発表者名
      片山 勉, 谷口紗輝, 野口泰徳, 崎山友香里, 永田小桃, 加生 和寿, 川上 広宣, 眞栁 浩太
    • 学会等名
      2014年新学術領域「運動超分子が織りなす調和と多様性」第二回全体会議
    • 発表場所
      北海道旭川市
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 新たな染色体分配因子の運動と機能の分子機構解析:大腸菌染色体の新規分配因子CrfCの機能構造と相互作用因子の解析2014

    • 著者名/発表者名
      片山 勉, 谷口紗輝, 野口泰徳, 崎山友香里, 永田小桃, 加生 和寿, 川上 広宣, 眞栁 浩太
    • 学会等名
      2014年新学術領域「運動超分子が織りなす調和と多様性」第二回全体会議
    • 発表場所
      北海道旭川市
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌染色体の接着・分配におけるダイナミン相同因子CrfCの機能の解析2014

    • 著者名/発表者名
      片山 勉、尾崎省吾、川上広宣、加生和寿、永田小桃、崎山友香里、谷口紗輝
    • 学会等名
      2014年 生体運動合同班会議
    • 発表場所
      千葉大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新たな染色体分配因子の運動と機能の分子機構解析2013

    • 著者名/発表者名
      片山 勉、加生和寿、尾崎省吾、野口泰徳、宮崎恵里加、赤間勇介、崎山友香里、川上広宣
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第1回班会議
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌のダイナミンホモログCrfCによる複製フォーク結合とその意義2013

    • 著者名/発表者名
      片山 勉、尾崎省吾、松田雄作、毛谷村賢司、川上広宣、野口泰徳、加生和寿、永田小桃、増田圭美、崎山友香里
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第1回班会議
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 染色体DNAの複製システムと分配システムとを繋ぐ新たな分子機構2013

    • 著者名/発表者名
      尾崎省吾、松田雄作、毛谷村賢司、川上広宣、野口泰徳、加生和寿、増田圭美、片山 勉
    • 学会等名
      日本遺伝学会第85回大会ワークショップ「核酸の機能制御における細菌の分子生物学からの新たな挑戦」
    • 発表場所
      慶應大学日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 複製開始を調節する機能性DNA因子:核様体蛋白質による細胞周期制御2013

    • 著者名/発表者名
      加生 和寿、藤光和之、 片山 勉
    • 学会等名
      日本遺伝学会第85回大会
    • 発表場所
      慶應大学日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸菌染色体の複製開始蛋白質DnaAを活性化する特異的DNA配列DARS1(DnaA-reactivating sequence 1)と核様体蛋白質との相互作用の検討2013

    • 著者名/発表者名
      田中 宏幸、加生 和寿、川上 広宣、 片山 勉
    • 学会等名
      日本遺伝学会第85回大会
    • 発表場所
      慶應大学日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 染色体DNAの複製と分配の連係制御:新規ダイナミン因子CrfCの複製クランプ結合の役割とナセントメアの提唱2013

    • 著者名/発表者名
      尾崎省吾, 松田雄作, 毛谷村賢司, 川上広宣, 野口泰徳, 加生和寿, 増田圭美, 崎山友香里, 片山 勉
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会ワークショップ「動的な蛋白質複合体が織りなすゲノム動態の連係制御」
    • 発表場所
      神戸市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 九州大学薬学研究院分子生物薬学分野

    • URL

      http://bunsei.phar.kyushu-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 九州大学研究者情報_片山 勉

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K001101/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 九州大学薬学研究院分子生物薬学分野

    • URL

      http://bunsei.phar.kyushu-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 九州大学薬学研究院研究成果2013年

    • URL

      http://www.phar.kyushu-u.ac.jp/bbs/view2.php?S_Publ_Year=2013&word=&page=1&B_Code=178

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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