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2019 年度 実績報告書

放射線誘導性タンパク質DdrA及びそのパラログDdrAPの構造機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K07730
研究機関東洋大学

研究代表者

鳴海 一成  東洋大学, 生命科学部, 教授 (90343920)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードDNA修復 / 放射線抵抗性細菌 / DNA損傷誘導性 / ゲノム2本鎖切断修復
研究実績の概要

野生株及び3種類の欠失変異株を用いて、ガンマ線感受性試験を行った。その結果、ddrAP遺伝子欠失株と二重欠失株は野生株よりもガンマ線に耐性を示した。精製したnative formのD. geothermalis DdrAタンパク質をD. geothermalisの細胞粗抽出物と混合し、45℃で1時間インキュベートすると、C末端から十数残基のオリゴペプチドが分解されて、分子サイズの小さい産物が生成することから、細胞粗抽出物にはDdrAタンパク質のC末端ドメインの特定アミノ酸部位でペプチド結合を加水分解する酵素が存在することが分かった。また、C末端にHisタグが付加されたDdrAタンパク質では、この分解が完全に阻害されることから、基質の立体構造変化によってDdrA分解酵素の活性が阻害されることが示唆された。さらに、マルトース結合タンパク質をN末端に付加した可溶性融合DdrAタンパク質を用いて、同様の分解実験を行ったところ、DdrAタンパク質はC末端だけではなく、N末端部位も分解を受けて僅かに分子サイズの小さい産物を生成していることが明らかになった。DdrA分解酵素を簡易精製するため、細胞粗抽出液を硫安分画したところ、DdrA分解酵素は、硫安濃度が40%以上50%以下で沈殿する分画に存在することが分かった。さらに、精製したDdrAタンパク質を抗原として、抗DdrAポリクローナル抗体を作製し、ウエスタンブロット解析を行った。その結果、D. geothermalisのDdrAタンパク質は紫外線照射によって誘導されること、in vitroで確認されたDdrAタンパク質の分解がin vivoでは認められないことが明らかになった。このことから、in vivoではDdrAタンパク質がDdrAPタンパク質とヘテロ複合体を形成することで、DdrA分解酵素による分解を免れている可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 特集 ニッポンの微生物力がすごい 生物放射線抵抗性のカギとなる「放射線耐性菌」2020

    • 著者名/発表者名
      鳴海一成
    • 雑誌名

      Fole

      巻: 210 ページ: 11-12

  • [雑誌論文] Lethal effect of carbon cluster ion beams from TIARA 3 MV tandem accelerator in bacterial spores2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Hase, Katsuya Satoh, Atsuya Chiba, Toshimi Hirano, Issay Narumi
    • 雑誌名

      QST Takasaki Annual Report 2018

      巻: 1 ページ: 76

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional analysis of PprI in the DNA damage response mechanism of Deinococcus radiodurans2020

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Satoh, Toshihiko Sanzen, Yutaka Oono, Issay Narumi
    • 雑誌名

      QST Takasaki Annual Report 2018

      巻: 1 ページ: 83

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression of the Deinococcus grandis imuB and dnaE2 genes in Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Sanzen, Katsuya Satoh, Yutaka Oono, Issay Narumi
    • 雑誌名

      QST Takasaki Annual Report 2018

      巻: 1 ページ: 89

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete genome sequence of a radioresistant bacterial strain, Deinococcus grandis ATCC436722019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shibai, Katsuya Satoh, Masako Kawada, Hazuki Kotani, Issay Narumi, Chikara Furusawa
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 ページ: e01226-19

    • DOI

      10.1128/MRA.01226-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pol B, a family B DNA polymerase, in Thermococcus kodakarensis is important for DNA repair but not DNA replication2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kushida, Issay Narumi, Sonoko Ishino, Yoshizumi Ishino, Shinsuke Fujiwara, Tadayuki Imanaka, Hiroki Higashibata
    • 雑誌名

      Microbes and Environments

      巻: 34 ページ: 316-326

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME19075

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sensitivity of Deinococcus grandis rodZ deletion mutant to calcium ions results in enhanced spheroplast size2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Morita, Mai Okumura, Issay Narumi, Hiromi Nishida
    • 雑誌名

      AIMS Microbiology

      巻: 5 ページ: 176-185

    • DOI

      10.3934/microbiol.2019.2.176

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 自然放射線が原始微生物の進化に与える役割2019

    • 著者名/発表者名
      鳴海一成、丸山茂徳
    • 雑誌名

      地学雑誌

      巻: 128 ページ: 649-665

    • DOI

      10.5026/jgeography.128.649

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランスのDNA修復機構の正確性に関する比較ゲノム解析2020

    • 著者名/発表者名
      三善英彦、佐藤勝也、大野豊、鳴海一成
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] 地球生物の宇宙生存可能性検証のための短期宇宙曝露実証実験システムの構築2020

    • 著者名/発表者名
      横堀伸一、鳴海一成、時下進一、志賀靖弘、杉本学、今井栄一、三田肇、橋本博文
    • 学会等名
      第34回宇宙環境利用シンポジウム
  • [学会発表] 放射線抵抗性細菌Deinococcus radioduransのDNA損傷誘導性DdrAタンパク質をコードする遺伝子およびそのパラログDdrAPタンパク質をコードする遺伝子の欠失株の特性解析2019

    • 著者名/発表者名
      二見祐作、佐藤勝也、冨田尚希、三善英彦、下坂泰地、大野豊、鳴海一成
    • 学会等名
      QST高崎サイエンスフェスタ2019
  • [学会発表] Deinococcus grandisゲノムDNAのパルスフィールドゲル電気泳動解析に最適な条件の検討2019

    • 著者名/発表者名
      井上遼一、安島美帆、鳴海一成
    • 学会等名
      第20回極限環境生物学会年会
  • [学会発表] Deinococcus radioduransのDNA損傷応答タンパク質PprIの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      三善英彦、佐藤勝也、鳴海一成
    • 学会等名
      第20回極限環境生物学会年会
  • [学会発表] 地球生物の宇宙生存可能性検証のための短期宇宙曝露実証実験システムの構築2019

    • 著者名/発表者名
      横堀伸一、時下進一、志賀靖弘、鳴海一成、杉本学、今井栄一、三田肇、橋本博文
    • 学会等名
      第20回極限環境生物学会年会
  • [学会発表] たんぽぽにおけるDeinococcus属真正細菌の宇宙曝露実験2019

    • 著者名/発表者名
      横堀伸一、河口優子、鳴海一成、木下伊織、澁谷美緒、藤原大祐、矢田部淳、青木元秀、橋本博文、山岸明彦
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第33回大会
  • [学会発表] Deinococcus radioduransゲノムの宇宙曝露による損傷の解析2019

    • 著者名/発表者名
      井上遼一、鳴海一成
    • 学会等名
      変異機構研究会第32回夏の学校
  • [学会発表] Survival and DNA damage of deinococcal species in space: three years of microbe space exposure experiment of Tanpopo mission at Exposure Facility of Japanese Experiment Module of International Space Station2019

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Yokobori, Yuko Kawaguchi, Jun Yatabe, Daisuke Fujiwara, Risako Hayashi, Iori Kinoshita, Yuka Murano, Mio Shibuya, Issay Narumi, Hirofumi Hashimoto, Akihiko Yamagishi
    • 学会等名
      European Astrobiology Network Association Conference (EANA 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolution and diversity of radioresistant microbes2019

    • 著者名/発表者名
      Issay Narumi
    • 学会等名
      Optics & Photonics International Congress 2019 (OPIC 2019), Laser Solutions for Space & the Earth (LSSE 2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 東洋大学 生命科学部 生命科学科 放射線微生物学研究室

    • URL

      http://www2.toyo.ac.jp/~narumi/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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