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2019 年度 実績報告書

DNA二重鎖切断修復装置の3D作動原理

計画研究

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 15H05974
研究機関東京工業大学

研究代表者

岩崎 博史  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60232659)

研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワードDNA 二重鎖切断修復 / 相同組換え / 接合型変換 / 分裂酵母 / Rad51 / DNA鎖交換反応 / Swi5-Sfr1 / リアルタイムアッセイ
研究実績の概要

DNAの二重鎖切断(DNA double strand break; DSB)は、細胞にとって最も危機的なDNA損傷の一つであり、その修復には相同組換えが主要な分子機構の一つとして機能する。本計画では、DSBが導入された染色体はいかなるメカニズムによってDSB修復を実現しているのか、染色体の時空間制御機構解析、組換え反応の試験管内再構成系、さらに、リアルタイム解析・1分子解析などによって多面的に切り込み、且つ、接合型変換をモデル系として4D情報を解析することで、DSB修復装置が核内でどのように時空間を制御して作動するのか、分子基盤や基本原理を明らかにしようとした。特に、申請者が発見した分裂酵母の相同組換え因子を主軸に解析し、当該年度は次の実績をあげた。
(1)分裂酵母Rad51リコンビナーゼのDNA鎖交換反応の分子機構について、これまでに本領域で開発したFRETを利用したリアルタイム解析システムを用いて、3種類のDNA結合部位変異体を解析し、それぞれのDNA結合部位の役割を明らかにした。さらに、この解析をもとに、DNA鎖交換反応における中間体遷移機構の分子構造モデルを提唱した(Ito et al, Nature Com, 2020 印刷中)。
(2)前年度までに、分裂酵母の接合型変換に関与する因子として、ヒストンのモノユビキチン化因子HULCが関与することを見出していた。当該年度は、これを詳細に解析して、HULC変異株ではSRE3(サイレントなMカセット近傍の組換えエンハンサー配列)におけるSwi6(HP1)の局在が半分程度に減少することを見出し、接合型変換機構への分子レベルの関与を明らかにした(Chaves et al., 日本遺伝学会2019大会)。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] コペンハーゲン大(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      コペンハーゲン大
  • [国際共同研究] クリック研究所/サセックス大学/オックスフォード大(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      クリック研究所/サセックス大学/オックスフォード大
  • [国際共同研究] アカデミアシニカ(台湾)/台湾国立大学(その他の国・地域)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      アカデミアシニカ(台湾)/台湾国立大学
  • [国際共同研究] パスツール研究所(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      パスツール研究所
  • [国際共同研究] Yeungnam 大学(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Yeungnam 大学
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      3
  • [雑誌論文] Cooperative interactions facilitate stimulation of Rad51 by the Swi5-Sfr1 auxiliary factor complex2020

    • 著者名/発表者名
      Argunhan Bilge、Sakakura Masayoshi、Afshar Negar、Kurihara Misato、Ito Kentaro、Maki Takahisa、Kanamaru Shuji、Murayama Yasuto、Tsubouchi Hideo、Takahashi Masayuki、Takahashi Hideo、Iwasaki Hiroshi
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9 ページ: e52566

    • DOI

      10.7554/eLife.52566

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two auxiliary factors promote Dmc1-driven DNA strand exchange via stepwise mechanisms.2020

    • 著者名/発表者名
      Hideo Tsubouchi, Bilge Argunhan, Kentaro Ito, Masayuki Takahashi, Hiroshi Iwasaki.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 117 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time tracking reveals catalytic roles for the two DNA binding sites of Rad51.2020

    • 著者名/発表者名
      Ito K, Murayama Y, Kurokawa Y, Kanamaru S, Kokabu Y, Maki T, Argunhan B, Tsubouchi H, Ikeguchi M, Takahashi M, Iwasaki H.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 115 ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DNA replication machinery prevents Rad52-dependent single-strand annealing that leads to gross chromosomal rearrangements at centromeres2020

    • 著者名/発表者名
      Onaka Atsushi T.、Su Jie、Katahira Yasuhiro、Tang Crystal、Zafar Faria、Aoki Keita、Kagawa Wataru、Niki Hironori、Iwasaki Hiroshi、Nakagawa Takuro
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s42003-020-0934-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Activation of Mre11 endonuclease by Ctp1 in Schizosaccharomyces pombe2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Iwasaki
    • 学会等名
      EMBO Workshop on Fission Yeast The 10th International Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] BRCA2 homolog of Cryptococcus liquefaciens required for DNA repair2019

    • 著者名/発表者名
      Palihati Maierdan、坪内英生、 梶谷嶺、韓龍雲、伊藤武彦、 岩崎博史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
  • [学会発表] クリプトコッカス酵母をモデルとした相同組換え研究の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      坪内英生、Bilge Argunhan、岩崎博史、坪内知美
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母Swift2-Swi5はRad51による試験管内DNA鎖交換反応を促進する2019

    • 著者名/発表者名
      真木孝尚、岩崎博史
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
  • [学会発表] HULC-mediated open chromatin formation and controls of Mating-Type Switching in Fission Yeast2019

    • 著者名/発表者名
      Alfredo Esquivel Chavez、 Takahisa Maki、James E Habar、Genevieve Thon、Hideo Tsubouchi、Hiroshi Iwasaki
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
  • [学会発表] 減数分裂期特異的相同組換え酵素Dmc1は体細胞分裂期に機能を持つか?2019

    • 著者名/発表者名
      谷口 剛樹, Bilge Argunhan, 岩崎 博史, 坪内 英生
    • 学会等名
      第42回分子生物学会年会
  • [学会発表] Pathways of DNA repair by Rad51-mediated homologous recombination in Schizosaccharomyces pombe2019

    • 著者名/発表者名
      Negar Afshar, Bilge Argunhan, Kentaro Ito, Mardan Parhat, Hideo Tsubouchi, Hiroshi Iwasaki
    • 学会等名
      第42回分子生物学会年会
  • [学会発表] Activation of Mre11 endonuclease by Ctp1 in S pombe2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Iwasaki
    • 学会等名
      An international symposium on chromatin and chromosome stability
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] MRN複合体のエンドヌクレアーゼ活性上昇剤及びその使用2019

    • 発明者名
      岩﨑博史、 坪内英生 ゾドラブコビッチ アレキサンダー
    • 権利者名
      岩﨑博史、 坪内英生 ゾドラブコビッチ アレキサンダー
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-77613

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公開日: 2021-01-27  

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