遺伝子と種の進化における遺伝子間ホモロジー相互作用

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044062
• 研究種目: 国際学術研究
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小林 一三 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (30126057)
• 研究分担者: コワルチコウスキー ステ カリフォルニア大学, デイビス校, 教授 ; ラドマン ミロスラブ パリ大学, ジャック・モノー研究所, 教授
• キーワード: ゲノム / 相同組換え / ミスマッチ修復 / 制限修飾系 / DNA修復 / DNA複製 / 生殖隔離 / 種分化

研究概要

(1) 制限修飾系の分離後宿主殺し(小林)。
制限修飾遺伝子による宿主染色体切断と細胞の形態変化を検討した。
(2) 制限修飾系への対応戦略としての相同組換え(小林)
A.宿主のRecBCD/RecA分解組換え系。
細胞死と染色体切断への大腸菌の相同組換えに関与する遺伝子とくにrecBCD,recA
の影響を解明した。1acZレポーターで高いSOS応答を定量した。
B.バクテリオファージの反制限修飾遺伝子としての相同組換え系。
バクテリオファージラムダのもつ組換え機構と類縁ファージの組換え機構が、in vivoでの制限酵素による攻撃を修復することを示した。
(3) In vitro系。(SK)
RecC1004変異酵素が、カイ配列を認識しないことを示した。
カイスター配列と、RecC1004変異酵素および野生型RecBCD酵素の相互作用を解析し、カイスターがユニークな認識配列であることを示した.
(5) ミスマッチ認識系と疑似相同組換え。(MR)
ミスマッチ修復機能を、広い範囲で上下させるような条件での、相同組換え、疑似相同組換えの、反応効率、反応産物を解析した。
大腸菌のエイジングしているコロニーで、変異生成を証明した。
(6) 相同組換え頻度の理論。(小林)
ランダムウォークモデルをミスマッチによる破壊を含む場合へ一般化し、ミスマッチ認識酵素の変異による不在およびその過剰発現が、相同組換え頻度のホモロジー長さ依存性、ホモロジーの完全さへの依存性に及ぼす影響を解析したRadmanらのデータの説明に成功した。

研究成果

• [文献書誌] Handa,N.: "Host responses to post-segregational killing by restriction-modification genes." Mol.Microbiol.(in press).
• [文献書誌] Kobayashi,I.: "Selfish behavior of restriction-modification gene complexes and host defense by homologous recombination." Proceedings of the fifth worldwide internet conference INABIS‘98(CD-ROM publication). (in press).
• [文献書誌] Kobayashi,I.: "Homologous recombination and sex as a strategy against selfish genetic elements attacking genome." Ann.New York Acad.Sci.(in press).
• [文献書誌] Kobayashi,I.: "Selfishness and death: raison d'e^^<^>tre of restriction,recombination and mitochondria." Trends in Genetics. 14. 368-374 (1998)
• [文献書誌] Naito,Y.: "Selfish restriction modification genes: Resistance of a resident R/M plasmid to displacement by an incompatible plasmid mediated by host killing." Biol.Chem.379. 429-436 (1998)
• [文献書誌] Nakayama,Y.: "Restriction-modification gene complexes as selfish gene entities: Roles of a regulatory system in their establishment,maintenance,and apoptotic mutual exclusion." Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 95. 6442-6447 (1998)
• [文献書誌] Fujitani,Y.: "Mismatch-stimulated destruction of intermediates as an explanation for map expansion in genetic recombination." J.Theor.Biol.189. 443-447 (1997)
• [文献書誌] Handa,N.: "Selfish behavior in restriction and recombination." J.Reproduction and Development. 43. 59-60 (1997)
• [文献書誌] Kobayashi,I.: "Genetic recombination in fights between selfish genes." J.Reproduction and Development. 43. 61-62 (1997)
• [文献書誌] 半田直史: "ゲノムにとっての自己と非自己" 臨床免疫. (刊行中).
• [文献書誌] 小林一三: "反「利己的遺伝子」戦略としての性" 遺伝. 52. 27-33 (1998)
• [文献書誌] Kobayashi,I.: "DNA double-strand break repair in bacteria,in Encyclopedia of Life Sciences." Macmillan,London(in press),
• [文献書誌] Kusano-Fujita,A.: "Mutation correction by homologous recombination with a replication-defective adenovirus vector.,in Gene Therapy Vector Protocols Handbook" Humana Press,Totowa,NJ,USA(in press),
• [文献書誌] Kobayashi,I.: "Plasmid maintenance systems,in Plasmid Biology" Harwood academic publishers gmbh,Amsterdam, (1998)
• [文献書誌] 内藤泰宏: "相同組換え法による遺伝子導入 in 遺伝子治療開発研究ハンドブック" エヌ・ティー・エス(刊行中),