細菌における蛋白質および染色体DNAの動的局在性の機構

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11694221
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 平賀 壮太 熊本大学, 発生医学研究センター, 教授 (40027321)
• 研究分担者: 山中 邦俊 熊本大学, 発生医学研究センター, 助手 (90212290)
• キーワード: DNAメチラーゼ / SeqA / MukB / 複製フォーク / 染色体分配 / MutS / 複製装置 / DNAスライデングクランプ

研究概要

Kohiyama博士との共同研究によって、大腸菌染色体分配の分子機構について下記のことを明らかにした。
1.SeqAタンパク質のクラスターは複製フォークの半メチル化DNAに結合したSeqA分子の集合体であることを5ブロムデオキシウリジン(5BUDR)でパルス標識した新生DNAの蛍光焦点とSeqAの蛍光焦点が一致することにより証明した。
2.DNAポリメラーゼIIIホロ酵素のβサブユニット(DnaN、DNAスライデングクランプ)はDNA複製をしていない細胞では、細胞端に近いサイトゾール領域に存在するが、複製の開始とともに細胞中心に集まってきて、SeqA焦点が2分裂して1/4、3/4の細胞内位置に移動する時期には同じく1/4、3/4の位置に2つの蛍光焦点として存在していた。oriCから開始した2方向の複製のための2組の複製装置が複製途中で2つに分かれ1/4、3/4の位置に移動するという先に我々が提出したTranslocating Replication Factoriesモデルを支持するものである。
3.先に複製の同調系においてoriCおよび他の染色体領域をFISH法で解析し、複製後に姉妹染色体が接着(cohesion)している現象をバクテリアで初めて発見した。この接着した姉妹染色体の解離はSeqA焦点の2分裂の後、複製の後期に起った。mukB欠失株では姉妹染色体の接着は観察されなかった。5BUDRのパルス標識後とチェース後の新生DNAの蛍光焦点を比較することにより、MukBタンパクが2方向性複製のための1対の複製装置の接着に関与していることを示唆する実験結果を得た。
6.ミスマッチ修復に必須なMutSタンパク質は普段はヌクレオイドに広く分布するが、5BUDR等の取り込みやmutD5変異などでミスマッチ修復の頻度が高くなると多数の蛍光焦点をつくることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] Sunako, Y., Onogi, T., Hiraga, S.: "Sister chromosome cohesion of Escheirchia coli"Mol.Microbiol.. 42. 1233-1241 (2001)
• [文献書誌] Kawakami, H., Iwura T., Takata, M., Seikimizu, K., Hiraga, S., Katayama, T.: "Arrest of cell division and nucleoid partition by genetic alterations in the sliding clamp of the replicase and in DnaA"Mol.Genet.Genomics. 266. 167-179 (2001)
• [文献書誌] Onogi, T., Ohsumi, K., Katayama, T., Hiraga, S.: "Replication-dependent recruitment of the β-subunit of DNA polymerase III from cytosolic spaces to replication forks in Escherichia coli"J.Bacteriol.. 184. 867-870 (2001)
• [文献書誌] Ohsumi, K., Yamazoe, M., Hiraga, S.: "Dynamic localization of SeqA-bound nascent DNA clusters and MukF-MukE-MukB complex in Escherichia coli cells"Mol.Microbiol.. 40. 835-845 (2001)
• [文献書誌] Ichimura, T., Yamazoe, M., Maeda, M., Wada, C., Hiraga, S.: "Proteolytic Activity of YibP Protein in Escherichia coli"J.Bacteriol.. (in press). (2002)