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2008 年度 実績報告書

染色体複製開始タンパク質の機能制御因子とその作動メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17080005
研究機関九州大学

研究代表者

片山 勉  九州大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (70264059)

キーワードDNA複製 / DnaA / 複製開始 / タンパク質高次復合体 / DARS / 試験管内再構成系 / DiaA / ヘリカーゼ
研究概要

本計画研究では、精製タンパク質によるミニ染色体複製再構成系などの高度解析基盤をもつ大腸菌を対象として、複製開始に関わる制御システムの分子機構とネットワークを明らかにする。本年度は以下のような成果を得た。
新規DnaA結合因子DiaAが、複製起点上でのATP-DnaAの共同結合と多量体形成とを促進することとそのメカニズムを解明したこと(Genes & Development, 2007)に基づき、さらに、DnaA上のDiaA結合部位をアミノ酸レベルで同定することにも成功した(論文投稿中)。この部位は、DnaBヘリカーゼの相互作用部位としても重要であることが新たにわかった。これらの成果により開始複合体の動態変化のメカニズムの解明が進んだ。また、過剰開始を抑制するHdaの活性制御にADP結合が必要であった。ADPがHdaのホモ多量体解離に必要であることをまとめ論文発表した(Journal of Biological Chelnistry)。Hda遺伝子の新規な低温感受性変異株を構築し、抑制変異を分離解析した結果、過剰複製による細胞異常に応答する遺伝子群が同定され、新たな遺伝子制御系の存在が示唆された(Joumal of Bacteriology)。また、独自に見出したADP-DnaA再活性化因子が染色体上の特定DNA配列であり、DARS(DnaA Reactivating Sequence)と命名した。さらに、DARSが細胞周期特異的な複製開始反応に必須であることを証明した。この論文はGenes & Development誌に採択され、現在、印刷中である。並行して、DARS機能を促進するタンパク質画分の精製を進め、候補因子を数種同定した。加えて、DiaAの細胞内局在性解析と新規クランプ結合因子の機能解明のため、本領域第3班の仁木博士と共同研究を進め、DiaAと複製起点との同時観察できる系の構築に成功した(論文準備中)。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (30件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Specific genomic sequences of E. coli promote replicational initiation by directly reactivating ADP-DnaA2009

    • 著者名/発表者名
      Fujimitsu, Kほか
    • 雑誌名

      Genes & Development 23(印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loss of Hda activity stimulates replication initiation from I-box, but not R4 mutant origins in Escherichia coli2009

    • 著者名/発表者名
      Riber, L. ほか
    • 雑誌名

      Molecular Microbiogy 71

      ページ: 107-122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles for the AAA+ motifs of DnaA in the initiation of DNA replication2008

    • 著者名/発表者名
      Katayama. T.
    • 雑誌名

      Biochem. Soc. Trans 36

      ページ: 78-82

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A common mechanism for the ATP-DnaA-dependent formation of open complexes at the replication origin2008

    • 著者名/発表者名
      Ozaki, S. ほか
    • 雑誌名

      IJ. Biol. Chem 283

      ページ: 8351-8362

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hda monomerization by ADP binding promotes replicase clamp-mediated DnaA-ATP hydrolysis2008

    • 著者名/発表者名
      Su'etsugu, M. ほか
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem 283

      ページ: 36118-36131

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modes of over-initiation, dnaA gene expression and the inhibition of cell division in a novel cold-sensitive hda mutant in Escherichia coli2008

    • 著者名/発表者名
      Fujimitsu, K., ほか
    • 雑誌名

      J. Bacteriol 190

      ページ: 5368-5381

    • 査読あり
  • [学会発表] 複製開始反応を適時的に制御するDiaA-DnaA相互作用機構の解析2009

    • 著者名/発表者名
      毛谷村賢司. ほか
    • 学会等名
      遺伝研研究会「単細胞における複合システム系の連帯と統合」
    • 発表場所
      三島
    • 年月日
      20090323-24
  • [学会発表] Functional regulation of Hda, a replicase clamp-binding protein that promotes the regulatory inactivation of DnaA in E. col2008

    • 著者名/発表者名
      Suletsugu, M, ほか
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20081209-12
  • [学会発表] ADP型DnaAからめADP解離およびATP再結合を促す特異的DNA配列の促進因子のin vitro探索2008

    • 著者名/発表者名
      大山祐樹, ほか
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本隼化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20081209-12
  • [学会発表] 大腸菌の複製開始複合体形成を促進するDnaA結合因子DiaAの細胞内局在性の解析2008

    • 著者名/発表者名
      篠崎沙織, ほか
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20081209-12
  • [学会発表] 大腸菌DNAヘリカーゼ装着因子DnaCの変異体解析2008

    • 著者名/発表者名
      山野裕介, ほか
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20081209-12
  • [学会発表] 大腸菌hda低温感受性変異株からの多コピー抑圧遺伝子の探索2008

    • 著者名/発表者名
      藍原竜夫, ほか
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20081209-12
  • [学会発表] 複製クランプに依存する制御的DnaA不活性化機構におけるDIlaA-Hda間相互作用メカニズムの解析2008

    • 著者名/発表者名
      中村賢太, ほか
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20081209-12
  • [学会発表] 大腸菌の染色体分配におけるRisAのβクランプ結合の役割の解析2008

    • 著者名/発表者名
      付尼斯, ほか
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20081209-12
  • [学会発表] Multiple copies of the ribonucleotide reductase genes repress overinitiation of chromosomal replication caused by a novel cold-sensitive hda mutant in Escherichia coli2008

    • 著者名/発表者名
      Fujimitsu, K. ほか
    • 学会等名
      6th 3R (Replication, Recombination, Repair) Symposium
    • 発表場所
      Kakegawa, Japan
    • 年月日
      20081027-30
  • [学会発表] A common role of the DUE binding activity of DnaA for the initiation of chromosomal replication2008

    • 著者名/発表者名
      Ozaki, S. ほか
    • 学会等名
      6th 3R (Replication, Recombination, Repair) Symposium
    • 発表場所
      Kakegawa, Japan
    • 年月日
      20081027-30
  • [学会発表] Mechanism and Regulation for ATP-DnaA Assembly and Duplex DNA Unwinding on the E. coli Chromosomal Origin oriC2008

    • 著者名/発表者名
      Katayama, T.
    • 学会等名
      6th 3R (Replication, Recombination, Repair) Symposium
    • 発表場所
      Kakegawa, Japan
    • 年月日
      20081027-20081030
  • [学会発表] Brief Introduction to Reconstituted systems of the E. coli Minichromosomal Replication and the Regulation of Replicational Initiation2008

    • 著者名/発表者名
      Katayama, T. ほか
    • 学会等名
      The 1st Annual Meeting of the Japanese Society for Cell Synthesis Research
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      20081016-17
  • [学会発表] Mechanisms of ATP-DnaA Assembly and Duplex DNA Unwinding for the Initiation of DNA Replication in Reconstituted Systems2008

    • 著者名/発表者名
      Katayama, T.
    • 学会等名
      The 17th RIKEN CDB Meeting "Towards Synthesis of Cells"
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20081014-20081015
  • [学会発表] 1回性複製の制御に必要なHdaタンパク質の機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      片山勉, ほか
    • 学会等名
      2008年度「染色体サイクル」領域会議
    • 発表場所
      御殿場
    • 年月日
      20080924-26
  • [学会発表] DnaAによる2重鎖開裂における複製起点の最小機能構造2008

    • 著者名/発表者名
      尾崎省吾, ほか
    • 学会等名
      第80回日本遺伝学会大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20080903-05
  • [学会発表] 大腸菌染色体の複製開始促進因子DiaAの細胞内局在性解析2008

    • 著者名/発表者名
      篠崎沙織, ほか
    • 学会等名
      第80回日本遺伝学会大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20080903-05
  • [学会発表] 大腸菌における複製開始不活性化機構におけるタンパク質問相互作用2008

    • 著者名/発表者名
      中村賢太
    • 学会等名
      九州大学P&P「DNA複製研究の次世代育成プログラム」研究合宿
    • 発表場所
      九重
    • 年月日
      20080731-0801
  • [学会発表] ADP型DnaAを再活性化する特異的DNA配列の促進因子のin vitro探索2008

    • 著者名/発表者名
      大山祐樹
    • 学会等名
      九州大学P&P「DNA複製研究の次世代育成プログラム」研究合宿
    • 発表場所
      九重
    • 年月日
      20080731-0801
  • [学会発表] 大腸菌の複製開始を促進する因子DiaAの細胞内局在性解析2008

    • 著者名/発表者名
      篠崎沙織
    • 学会等名
      九州大学P&P「DNA複製研究の次世代育成プログラム」研究合宿
    • 発表場所
      九重
    • 年月日
      20080731-0801
  • [学会発表] 大腸菌DNAヘリカーゼ装着因子DnaCの変異体解析2008

    • 著者名/発表者名
      山野裕介
    • 学会等名
      九州大学P&P「DNA複製研究の次世代育成プログラム」研究合宿
    • 発表場所
      九重
    • 年月日
      20080731-0801
  • [学会発表] Hda相互作用因子の探索2008

    • 著者名/発表者名
      平井麻美
    • 学会等名
      九州大学P&P「DNA複製研究の次世代育成プログラム」研究合宿
    • 発表場所
      九重
    • 年月日
      20080731-0801
  • [学会発表] 大腸菌DNAヘリカーゼ装着因子DnaCにおける高度保存性アミノ酸残基の機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      山野裕介, ほか
    • 学会等名
      第5回21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      藤枝
    • 年月日
      20080728-29
  • [学会発表] ATP型DnaA間相互作用に関与するアミノ酸残基の同定2008

    • 著者名/発表者名
      林靖久, ほか
    • 学会等名
      第5回21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      藤枝
    • 年月日
      20080728-29
  • [学会発表] Analysis on Mechanisms of ATP-DnaA Assembly on oriC and Duplex Unwinding2008

    • 著者名/発表者名
      Katayama, T., Ozaki, S., Keyamura, K., Kawakami, H., Fujikawa, N., Kagawa, W., Nakamura, K., Fujimitsu, K., Su'etsugu, M., Yokoyama, S., Kurumizaka, H.
    • 学会等名
      EMBO Workshop on Replication & Segregation of Chromosomes
    • 発表場所
      Geilo, Norway
    • 年月日
      20080616-20080620
  • [学会発表] DiaA promotes the unwinding of oriC by directly stimulating the formation of ATP-DnaA-oriC complexes in E. coli.2008

    • 著者名/発表者名
      Keyamura, K. ほか
    • 学会等名
      EMBO Workshop on Replication & Segregation of Chromosomes
    • 発表場所
      Geilo, Norway
    • 年月日
      20080616-20
  • [学会発表] Specific E. coli chromosomal regions can reactivate replication initiation activity of DnaA by exchanging bound nucleotide from ADP to ATP in vitro2008

    • 著者名/発表者名
      Fujimitsu, K. ほか
    • 学会等名
      EMBO Workshop on Replication & Segregation of Chromosomes
    • 発表場所
      Geilo, Norway
    • 年月日
      20080616-20
  • [学会発表] 新規因子DiaA蛋白質を含む, 複製開始複合体の構造とメカニズム2008

    • 著者名/発表者名
      片山勉, ほか
    • 学会等名
      第8回蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 年月日
      20080610-12
  • [学会発表] 構造生物学的アプローチによる大腸菌複製開始因子DnaAの機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      阿部義人, ほか
    • 学会等名
      日本生化学会九州支部例会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20080517-18
  • [学会発表] 大腸菌染染色体DNA複製のイニシエーターDnaAの構造と機能2008

    • 著者名/発表者名
      片山勉
    • 学会等名
      福岡歯科大学シンポジウム---環境とゲノムをつなぐ細胞機能
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-12-08
  • [学会発表] Mechanism and Regulation for the Initiation of Chromosomal DNA Replication in Escherichia coil : ATP-DnaA assembly and duplex unwinding2008

    • 著者名/発表者名
      Katayama, T. ほか
    • 学会等名
      PUSAN-KYUSHU JOINT SYMPOSIUM
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2008-11-28
  • [備考]

    • URL

      http://210.233.60.66/~bunsei/

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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