2002 年度実績報告書

蛋白質の共同作業による多様な遺伝情報創出の仕組みとその制御

研究課題

研究課題/領域番号	11101003
研究機関	岩手看護短期大学
研究代表者	小川智子岩手看護短期大学, 看護学科, 教授 (80028208)
研究分担者	篠原彰大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00252578) 塚本恭正岩手看護短期大学, 看護学科, 講師 (80341725) 小川英行岩手看護短期大学, 看護学科, 教授 (70028207) 篠原美紀広島大学, 原爆放射能医学研究所, 助手 (80335687)
キーワード	Mre11 / Rad50 / Xrs2複合体 / Rad51蛋白質 / Xrs2の機能ドメイン / テロメア長維持 / 減数分裂期組換え / DNA二重鎖切断修復 / DNA複製フォークの再生 / テロメアG鎖の二次構造認識
研究概要	組換えが、染色体のテロメア構造の維持やDNA複製阻害の除去にも必須であることが明らかになり、その多様な働きに一層注目が集まっている。我々が発見した組換え反応の中心蛋白質Rad51とMre11が、この多様な反応の中でどのように働いているかを解析した。またそれぞれが形成する蛋白質複合体の各成分が、反応でどのような役割を果たしているかも解析し、遺伝情報の安定な維持と多様化に果たす組換えの役割の総括的な理解を目指した。今年度の、傑出した成果は以下の通りである。 (1)Mre11は、テロメアのG鎖が作るG-構造に結合し、その塩基に特異的なヌクレアーゼ活性でG-構造を解消して合成を促進するというテロメア伸長の初期課程を明らかにした。 (2)酵母のMre11/Rad50/Xrs2複合体の機能をXrs2が制御している。Xrs2のMre11との相互作用部位、組換えおよびテロメアー伸長に必要な部位が、驚くべきほど小さな領域に限定できるという重要な発見をした。 (3)ヒトのNbs1(Xrs2の相同蛋白質)の機能解析のために、染色体DNA上の特定部位に一過的に二重鎖切断を導入する系の作成に成功した。 (4)シスプラチンによる複製フォークの進行阻害の修復にはRad51が必要で、1個のDNA二重鎖切断に対応して1個のRad51のfociが染色体上に局在した。Rad51の局在には、Rad52の機能が必要であり、Rad51がDNAに結合後にRad54が働く等、複合体成分の役割が明確になった。 (5)組換えに伴うDNAの修復合成をユリ細胞と酵母を用いてBrdUの取り込みで検出した。BrdUは減数分裂のザイゴテン期に取り込まれパキテン期の対合した相同染色体の中央に局在するので、対合に組換えが関与すること、またDNA二重鎖切断が伴うことを、ターミナルトランスフェラーゼの染色体上への局在によって示した。

研究成果

(13件)

すべてその他

すべて文献書誌 (13件)

[文献書誌] Usui, H.Ogawa, J.Petrini: "A DNA damage response pathway controlled by Tel1 and the Mre11 complex"Molecular Cell. 7. 1256-1266 (2001)
[文献書誌] X.Yu, S.A.Jacobs, S.C.West, T.Ogawa, E.H.Egelman: "Domain Structure and dynamics in the helical filaments formed by RecA and Rad51 on DNA"Proc.Natl.Acard.Sci.USA. 98. 8419-8424 (2001)
[文献書誌] Y.Tsukamoto, A.A.K.Taggart, V.A.Zakian: "The role of the Mre11-Rad50-Xrs2 complex in telomerase-mediated lengthening of Saccharomyces cerevisiae telomeres"Curr.Biol.. 11. 1328-1335 (2001)
[文献書誌] I.V.Bakhlanova, T.Ogawa, A.L.Lanzov: "Recombinogenic activity of chimeric recA genes (P.aeruginosa/E.coli). A search for RecA protein regions responsible for this activity"Genetics. 159. 7-15 (2001)
[文献書誌] Kim, J.-M., Maraboeul, F., Kim, S.K., Shinohara, A., M.Takahashi: "Effect of ions and nucleotides on the interaction of yeast Rad51 and E.coli RecA proteins with single-stranded oligonucleotides"J.Biochem. 129. 469-475 (2001)
[文献書誌] Hong, E.L., Shinohara, A., D.K.Bishop: "S.cerevisiae Dmc1 protein promotes renaturation of ssDNA and assimilation of ssDNA into homologous super-coiled duplex DNA"J.Biol.Chem.. 276. 41906-41912 (2001)
[文献書誌] M.Shinohara, K.Sakai, A.Shinohara, D.K.Bishop: "Crossover interference in Saccharomyces cerevisiae requires a TID1/RDH54 and DMC1-dependent pathway"Genetics. 163(印刷中). (2003)
[文献書誌] M.Shinohara, K.Sakai, T.Ogawa, A.Shinohara: "The mitotic DNA damage checkpoint proteins Rad17 and rad24 are required for repair of double-strand breaks during meiosis in yeast"Genetics. 163(印刷中). (2003)
[文献書誌] 篠原彰, 篠原美紀: "染色体上でのDNA鎖交換反応-相同組換えの分子メカニズムと細胞機能"細胞工学. 22. 278-282 (2003)
[文献書誌] 小川智子: "DNA研究に明け暮れた私の40年"蛋白質・核酸・酵素. 48巻5号. 681-683 (2003)
[文献書誌] 小川英行: "DNAのしっぽ"蛋白質・核酸・酵素. 48巻5号. 678-680 (2003)
[文献書誌] 小川英行: "ゲノムの修復と組換え"シュプリンガー・フェアラーク東京. 161 (2003)
[文献書誌] 小川智子: "分子生物学イラストレイテッド"羊土社. 380 (2003)

2002 年度 実績報告書

蛋白質の共同作業による多様な遺伝情報創出の仕組みとその制御

研究代表者

小川 智子 岩手看護短期大学, 看護学科, 教授 (80028208)

研究成果

[文献書誌] Usui, H.Ogawa, J.Petrini: "A DNA damage response pathway controlled by Tel1 and the Mre11 complex"Molecular Cell. 7. 1256-1266 (2001)

[文献書誌] X.Yu, S.A.Jacobs, S.C.West, T.Ogawa, E.H.Egelman: "Domain Structure and dynamics in the helical filaments formed by RecA and Rad51 on DNA"Proc.Natl.Acard.Sci.USA. 98. 8419-8424 (2001)

[文献書誌] Y.Tsukamoto, A.A.K.Taggart, V.A.Zakian: "The role of the Mre11-Rad50-Xrs2 complex in telomerase-mediated lengthening of Saccharomyces cerevisiae telomeres"Curr.Biol.. 11. 1328-1335 (2001)

[文献書誌] I.V.Bakhlanova, T.Ogawa, A.L.Lanzov: "Recombinogenic activity of chimeric recA genes (P.aeruginosa/E.coli). A search for RecA protein regions responsible for this activity"Genetics. 159. 7-15 (2001)

[文献書誌] Kim, J.-M., Maraboeul, F., Kim, S.K., Shinohara, A., M.Takahashi: "Effect of ions and nucleotides on the interaction of yeast Rad51 and E.coli RecA proteins with single-stranded oligonucleotides"J.Biochem. 129. 469-475 (2001)

[文献書誌] Hong, E.L., Shinohara, A., D.K.Bishop: "S.cerevisiae Dmc1 protein promotes renaturation of ssDNA and assimilation of ssDNA into homologous super-coiled duplex DNA"J.Biol.Chem.. 276. 41906-41912 (2001)

[文献書誌] M.Shinohara, K.Sakai, A.Shinohara, D.K.Bishop: "Crossover interference in Saccharomyces cerevisiae requires a TID1/RDH54 and DMC1-dependent pathway"Genetics. 163(印刷中). (2003)

[文献書誌] M.Shinohara, K.Sakai, T.Ogawa, A.Shinohara: "The mitotic DNA damage checkpoint proteins Rad17 and rad24 are required for repair of double-strand breaks during meiosis in yeast"Genetics. 163(印刷中). (2003)

[文献書誌] 篠原 彰, 篠原 美紀: "染色体上でのDNA鎖交換反応-相同組換えの分子メカニズムと細胞機能"細胞工学. 22. 278-282 (2003)

[文献書誌] 小川智子: "DNA研究に明け暮れた私の40年"蛋白質・核酸・酵素. 48巻5号. 681-683 (2003)

[文献書誌] 小川英行: "DNAのしっぽ"蛋白質・核酸・酵素. 48巻5号. 678-680 (2003)

[文献書誌] 小川 英行: "ゲノムの修復と組換え"シュプリンガー・フェアラーク東京. 161 (2003)

[文献書誌] 小川 智子: "分子生物学イラストレイテッド"羊土社. 380 (2003)

2002 年度実績報告書

小川智子岩手看護短期大学, 看護学科, 教授 (80028208)

[文献書誌] 篠原彰, 篠原美紀: "染色体上でのDNA鎖交換反応-相同組換えの分子メカニズムと細胞機能"細胞工学. 22. 278-282 (2003)

[文献書誌] 小川英行: "ゲノムの修復と組換え"シュプリンガー・フェアラーク東京. 161 (2003)

[文献書誌] 小川智子: "分子生物学イラストレイテッド"羊土社. 380 (2003)