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2011 年度 実績報告書

タンパク質の集合・リモデリングの分子機構とその制御

研究課題

研究課題/領域番号 20227004
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

荒木 弘之  国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 教授 (20151160)

キーワードリモデリング / DNA複製 / DNAヘリカーゼ / 酵母 / 染色体
研究概要

染色体DNAの複製において、複製タンパク質は複製開始領域に集合し、何らかの変化を起こし、DNA合成反応を始める。これをリモデリングと捉え、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)を用いて解析を進めている。今期は、精製タンパク質からの再構成による単位反応の解析に加えて、出芽酵母粗抽出液によるin vitro複製系を用いた解析も始めた。粗抽出液を用いた系では、複製に関与するヘリカーゼ(Cdc45-MCM-GINS複合体)構成因子の複製開始領域への結合を指標として調べたところ、細胞内で観察される順番で結合する条件を見いだした。この構成因子の1つGINSは、DNAポリメラーゼε(Polε)との結合を介してpre-Loading complex(pre-LC)を形成し、複製開始領域へ結合する。Polεはリーディング鎖の合成を行うポリメラーゼであり、Pol2,Dpb2,Dpb3,Dpb4の4つのサブユニットから成る。Pol2が触媒サブユニットであるが、このサブユニットのN末に位置するポリメラーゼドメインを欠失することが可能である。しかし、このサブユニットのC末領域は必須である。このC末領域はDpb2,Dpb3,Dpb4サブユニットと結合する領域である。実際に、Dpb2の量が減少している変異ポリメラーゼやPol2サブユニットのN末を欠くPolεを精製しGINSとの結合を調べたところ、GINSとPolεの結合がDpb2サブユニットに依存し、Pol2のN末領域には依存しないことが分かった。一方、複製因子Sld3はSld7と結合し2量体を形成する。この構造が複製開始領域から両方向に複製を開始する上で重要であると考え、解析を進めている。現在までのところ、実際にSld3が2量体構造を敢っていること、Sld7のN末領域がSld3のN末領域に結合することが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

リモデリングに関わる因子の解析が順調に進んでいるので、総合的な理解も間もなく可能になることが期待される。

今後の研究の推進方策

酵母粗抽出液を用いた系と精製タンパク質を用いた単位反応解析を今後も続けて行く。即ち、複製に働くヘリカーゼであるCMG複合体の形成過程の詳細な解析とその際のDNAポリメラーゼεの役割、Sld3-Sld7複合体の構造的視点に立った機能解析、である。これらの解析のため、in vitro複製系の改良を同時に進めて行く。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Origin association of Sld3, Sld7, and Cdc45 proteins is a key step for determination of origin-firing timing2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, S., Nakano, R., Katou, Y., Shirahige, K. and Araki, H.
    • 雑誌名

      Curr. Biol

      巻: 21 ページ: 2055-2063

    • DOI

      10.1016/j.cub.2011.11.038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sld7, an Sld3-associated protein required for efficient chromosomal DNA replication in budding yeast2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, T., Umemori, T., Endo, S., Muramatsu, S., Kanemaki, M., Kamimura, Y., Obuse, C. and Araki, H
    • 雑誌名

      EMBO J

      巻: 30 ページ: 2019-2030

    • DOI

      10.1038/emboj.2011.115

  • [雑誌論文] Initiation of chromosomal DNA replication in eukaryotic cells ; contribution of yeast genetics to the elucidation2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Araki
    • 雑誌名

      Genes Genet.Syst.

      巻: 86 ページ: 141-149

    • DOI

      10.1266/ggs.86.141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple regulatory mechanisms to inhibit untimely initiation of DNA replication are important for stable genome maintenance2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, S., Araki, H.
    • 雑誌名

      PLoS Genet.

      巻: 7 ページ: e1002136(1-16)

    • DOI

      10.1371/jounal.pgen.1002136

    • 査読あり
  • [学会発表] Origin Association of Sld3, Sld7, and Cdc45 Proteins is a Key Step for Determination of Origin-Firing. Timing2011

    • 著者名/発表者名
      Seiji Tanaka
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] Analysis of the interaction between chromatin and the origin recognition complex using atomic force microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Kohji Hizume
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] IN VITRO STUDY OF THE INITIATION OF DNA REPLICATION IN BUDDING YEAST2011

    • 著者名/発表者名
      Masaru Yagura
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] Characterization of the Sld3-Sld7 complex, an essential initiation factor for chromosome DNA replication in budding yeast2011

    • 著者名/発表者名
      Nishiho Makino
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] DDK-dependent recruitment of Sld3, Sld7 and Cdc45 specifies the timing of origin-firing in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae2011

    • 著者名/発表者名
      田中誠司
    • 学会等名
      第21回DNA複製・組換え・ゲノム安定性制御ワークショップ
    • 発表場所
      福岡県福津
    • 年月日
      2011-10-25
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡を用いたOrc/クロマチン相互作用の解析2011

    • 著者名/発表者名
      日詰光治
    • 学会等名
      第21回DNA複製・組換え・ゲノム安定性制御ワークショップ
    • 発表場所
      福岡県福津
    • 年月日
      2011-10-25
  • [学会発表] 酵母染色体DNA複製開始におけるpre-LC複合体の役割2011

    • 著者名/発表者名
      荒木弘之
    • 学会等名
      日本遺伝学会第83回大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-09-20
  • [学会発表] Essential role of DNA polymerase epsilon at the initiation step of chromosomal DNA replication in budding yeast2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Araki
    • 学会等名
      2011 Cold Sprong Harbor Laboratory Meeting on EUKARYOTIC DNA REPLICATION & GENOME MAINTENANCE
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor, NY (USA)
    • 年月日
      2011-09-06
  • [学会発表] DDK-dependent recruitment of Sld3, Sld7 and Cdc45 specifies the timing of origin-firing in budding yeast2011

    • 著者名/発表者名
      Seiji Tanaka
    • 学会等名
      2011 Cold Sprong Harbor Laboratory Meeting on EUKARYOTIC DNA REPLICATION & GENOME MAINTENANCE
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor, NY (USA)
    • 年月日
      2011-09-06
  • [学会発表] IN VITRO STUDY OF THE INITIATION OF DNA REPLICATION IN BUDDING YEAST2011

    • 著者名/発表者名
      Masaru Yagura
    • 学会等名
      2011 Cold Sprong Harbor Laboratory Meeting on EUKARYOTIC DNA REPLICATION & GENOME MAINTENANCE
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor, NY (USA)
    • 年月日
      2011-09-06
  • [学会発表] Molecular mechanism of initiation of chromosomal DNA replication in budding yeast2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Araki
    • 学会等名
      25th International Conferenc on "Yeast Genetics and Molecular Biology"
    • 発表場所
      Kortowo-Olsztyn (Poland)(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-07
  • [学会発表] How replication proteins associate with origins to initiate chromosomal DNA replication2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Araki
    • 学会等名
      6th UK-Japan Cell Cycle Workshop
    • 発表場所
      Windermere (UK)
    • 年月日
      2011-04-10
  • [学会発表] Yeast initiation proteins, Sld3, Sld7 and Cdc45, specifies the timing of origin-firing2011

    • 著者名/発表者名
      Seiji Tanaka
    • 学会等名
      6th UK-Japan Cell Cycle Workshop
    • 発表場所
      Windermere (UK)
    • 年月日
      2011-04-10
  • [備考]

    • URL

      http://www.nig.ac.jp/labs/MicGen/index.html

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公開日: 2013-06-26  

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