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2014 年度 実績報告書

アーキアDNA複製研究から生物の遺伝情報維持機構の原理に迫る

研究課題

研究課題/領域番号 12J03099
研究機関九州大学

研究代表者

尾木野 弘実  九州大学, 大学院農学研究院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードアーキア / DNA複製 / レプリソーム / DNAヘリカーゼ / タンパク質間相互作用
研究実績の概要

好熱性アーキアThermoplasma acidophilumには2種類のRecJ様タンパク質(RecJ1、RecJ2)が存在するが、RecJ1はGINSと相互作用せず、RecJ2はGINSと安定な複合体を形成すること、その相互作用にはGins51のBドメインが必須であることを発見した。また、RecJ2-GINS複合体のモル比は2:1であり、真核生物におけるCMG複合体内のCdc45-GINS複合体のモル比である1:1とは異なることを明らかにした。T. acidophilum細胞抽出液を用いて免疫沈降実験を行ったところ、RecJ1はMCM、GINS、RecJ2のいずれとも同じ複合体内には存在しなかった一方で、RecJ2は細胞内においてMCM、GINSと同じ複合体内に存在することが示唆された。しかし、RecJ2存在下でMCMのヘリカーゼ活性の上昇は検出されなかった。さらに、Gins51の野生型とBドメインの欠損型は同じ効率でMCMのヘリカーゼ活性を促進したことから、MCMの活性化にはGins51のBドメインとRecJ2は関与していないことが示唆された。これは、GINSサブユニットのBドメインがMCMの活性化に必須である真核生物とは大きく異なる結果である。
また、RecJ自身の持つヌクレアーゼ活性についても検討したところ、RecJ1はDNA特異的な5′-′エキソヌクレアーゼであり、RecJ2はRNAに対して特異性の高い3′-5′エキソヌクレアーゼであった。他の生物種におけるRecJ活性測定の結果と比較すると、RecJタンパク質は生物種によって多様性に富んだ活性を有していることから、RecJのエキソヌクレアーゼ活性もまた、DNA複製に必須な役割を有していないと予想している。
前年度までの研究により、T. acidophilumにおいては複製起点認識因子Cdc6/Orc1ホモログ2種類のうち1つ、Cdc6-2がGINSと相乗的にMCMのヘリカーゼ活性を上昇させることが明らかになっていることから、T. acidophilumは、アーキアと真核生物に分岐した後でCdc45ホモログを用いずにMCMを活性化する独特の機構を獲得したと予想される。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Activation of the MCM helicase from the thermophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum by interactions with GINS and Cdc6-2.2014

    • 著者名/発表者名
      Ogino, H., Ishino, S., Haugland, G.T., Birkeland, N.K., Kohda, D., and Ishino, Y.
    • 雑誌名

      Extremophiles

      巻: 18 ページ: 915-924

    • DOI

      10.1007/s00792-014-0673-6

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Disordered interdomain region of Gins is important for functional tetramer formation to stimulate MCM helicase in Thermoplasma acidophilum.2014

    • 著者名/発表者名
      Ogino, H., Ishino, S., Oyama, T., Kohda, D., and Ishino, Y.
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 79 ページ: 432-438

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.982503

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Activation of the MCM helicase complex in the thermophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum.2014

    • 著者名/発表者名
      Ogino, H., Ishino, S., Haugland, G.T., Birkeland, N.K., Kohda, D., and Ishino, Y.
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会ワークショップ3W-5
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] Activation of the MCM helicase from the thermophilic archaeon, Thermoplasma acidophilum.2014

    • 著者名/発表者名
      Ogino, H., Ishino, S., Mayanagi, K., Oyama, T., Shirai, T., Morikawa, K., Haugland, G.T., Birkeland, N.K., Kohda, D., and Ishino, Y.
    • 学会等名
      10th International Congress on Extremophiles 2014
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-11
  • [学会発表] 好熱好酸性アーキアThermoplasma acidophilumのDNA複製ヘリカーゼ複合体解析2014

    • 著者名/発表者名
      尾木野弘実、石野園子、Haugland, G.T.、Birkeland, N.K.、神田大輔、石野良純
    • 学会等名
      日本Archaea研究会第27回講演会
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス(BKC), 草津
    • 年月日
      2014-07-25 – 2014-07-26
  • [備考] 蛋白質化学工学(石野)研究室ホームページ

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/pce-web/

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公開日: 2016-12-27  

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