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本研究では蛍光1分子イメージングの手法を用いてRuvBと呼ばれるモータータンパク質の機能解析を行っている。RuvBは6量体のリング構造をとるモータータンパク質でDNA相同組み換えが行われる際に形成される十字型構造のDNA (Holliday Junction DNA)の周囲にRuvA4量体と共に複合体を形成し、ATP加水分解エネルギーを利用したDNAの巻き戻しを行うことで、相同組み換えを進行する。その配列はヒトのDNA安定化に大きく寄与するMGS1タンパク質に保存されており、またRuvBの属するAAA^+ATPaseファミリータンパク質は、生体内でATPの加水分解エネルギーを利用したDNAの複製や組換え・タンパク質の分解・細胞内輸送など多岐にわたる重要な役割を担っている。つまりRuvBの機能を明らかにすることはヒトのゲノム維持機構やAAA^+ATPaseファミリーに属する多くの生体分子の機能解明へとつながる。
本研究ではナノ開口を用いた高濃度条件下でRuvBの1分子イメージングを行うことで、これまでに溶液中のヌクレオチド条件がRuvBとHolliday Junction DNAの結合・解離速度に影響する様子を明らかにした。これによって溶液中のヌクレオチドがRuvBの構造に影響を与える可能性が示唆されていた。ただし溶液中にATPが存在する場合においては、速やかにHolliday Junction DNAが分解されるために観測を行うことができなかった。
また今回新たにRuvBのDNA巻き戻しドメインが結合できないように長さを調整したHolliday Junction DNAを用いることによってATP存在下でのRuvBの蛍光1分子イメージングに成功した。この時RuvBはHolliday Junction DNAと非常に速い速度で結合・解離を繰り返している様子が確認できた。
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