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DNA複製フォークでのクロマチン構造維持機構

公募研究

研究領域動的クロマチン構造と機能
研究課題/領域番号 26116522
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

研究代表者

荒木 弘之  国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 教授 (20151160)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードDNA複製 / クロマチン / ヌクレオソーム / ヘリカーゼ
研究実績の概要

染色体のクロマチン構造は、染色体DNAが複製される際に忠実に維持される。これは複製因子とクロマチン構造に関わる因子が協調して働き、複製後にも複製前と同様のクロマチン構造を維持しているためだと考えられている。しかし、複製フォークでのクロマチンの挙動は未知の部分が多く、我々はこの問題に、in vitroの反応系を用いて取り組んだ。
DNA複製の際には、2本鎖のDNAを1本鎖にほどくヘリカーゼが複製フォークの先頭を進む。真核生物では、ヘリカーゼ活性のコアはMcm2-7(ヘテロ6量体)であるが、これだけでは活性は示さず、2つの複製因子、GINSとCdc45が複製開始時に加わったCdc45-Mcm2-7-GINS (CMG)複合体が複製フォークで活性型のDNAヘリカーゼとして働く。昨年度、我々は酵母CMG複合体の全サブユニット(11ペプチド)を同一の酵母細胞で発現し、そこからCMG複合体を精製した。精製したCMG複合体は裸のDNAを基質にすると、プロセッシブなヘリカーゼ活性を示した。一方、出芽酵母の精製ヒストンから複製フォーク様DNA上にクロマチン構造の根幹であるヌクレオソームを再構成し、精製したCMG複合体のヘリカーゼ活性を調べたところ、ヘリカーゼ活性は検出されるものの、活性は阻害される傾向にあった。ところが、今年度に入り、ヌクレオソームを再構成した後に、ショ糖密度勾配遠心法によりヌクレオソームを持つDNAを精製し、同様な活性測定を行うと、裸のDNA同様にCMGヘリカーゼによりほどかれることが分かった。この基質による活性の違いの原因は現在のところ分かっていないが、CMGヘリカーゼはヌクレオソーム構造を持つDNAでもその活性を示すことは明らかである。ヌクレオソーム(クロマチン)構造を持つDNAを用いたヘリカーゼの系ができたことにより、複製前後でのヌクレオソームの挙動解析が今後は可能となった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [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
      Kohji Hizume, Hiroyuki Araki
    • 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、横浜
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nucleosome on helicase activity of CMG complex2014

    • 著者名/発表者名
      Kohji Hizume, Masaru Yagura, Shizuko Endo, and Hiroyuki Araki
    • 学会等名
      The 9th 3R Symposium (International Symposium on DNA Replication, Recombination and Repair)
    • 発表場所
      御殿場高原ホテル、御殿場
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The cell cycle regulated initiation mechanism of chromosomal DNA replication in budding yeast2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Araki
    • 学会等名
      国際生化学・分子生物学会
    • 発表場所
      台北、台湾
    • 年月日
      2014-10-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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