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2021 年度 実績報告書

DNA複製と相同性依存的修復の正確性維持機構を統御する反応の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03186
研究機関九州大学

研究代表者

高橋 達郎  九州大学, 理学研究院, 教授 (50452420)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードミスマッチ修復 / ツメガエル卵抽出液 / 相同組換え / ゲノム安定性 / DNA二重鎖切断損傷修復
研究実績の概要

本研究では、ミスマッチ修復経路によるDNA合成エラー修復反応と、類似配列間の相同組換えの抑制反応の、それぞれの分子メカニズム、および二つの経路の分岐メカニズムを理解するため、ツメガエル卵抽出液を用いた試験管内再現系、および精製タンパク質による試験管内再構成系の二つの手法で研究を行っている。本年度は、ツメガエル卵抽出液を用いて組換えの正確性を評価するための実験系を構築、発展させ、これを利用して組換え正確性に影響を与える因子を詳細に解析した。さらに、複製正確性、組換え正確性の両方について精製タンパク質による試験管内再構成を進めた。まず、Rad52による一本鎖アニーリング反応を再現し、ミスマッチ修復因子による類似配列間一本鎖アニーリング抑制反応の再構成を試みた。また、MutSαとExo1によるミスマッチ依存的な鎖削り込みの再構成、さらにMutSα、MutLα、Exo1による削り込みの再構成などを行い、ミスマッチ修復の部分反応のうち、クロマチン上で阻害される反応、およびクロマチンによる阻害を受けない反応の切り分けを進めた。またミスマッチ修復因子に依存したヌクレオソームリモデリングについても、精製タンパク質による試験管内再構成に成功しており、蛍光標識を用いてリモデリング反応時のヒストンの動態を検討中である。さらに、近接依存性標識法を用いてMutSαと相互作用する因子の網羅的同定を進めており、DNA合成エラー修復反応、類似配列間の相同組換えの抑制反応それぞれ、あるいは両方に関与する新規因子を探索中である。

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

ツメガエル卵抽出液を用いた組換え正確性の評価系の構築、解析や、精製タンパク質による試験管内再構成系の構築など、順調に進展している。特に、精製タンパク質による試験管内再構成は着実に進展しており、現在は、系の高度化、高効率化を進めている段階である。

今後の研究の推進方策

本年度に引き続き、精製タンパク質による試験管内再構成を中心に研究を進める。また、鍵となるミスマッチ修復因子の相互作用パートナーの探索も進める。また、成果発表に向けて論文の取りまとめを行っている。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Regulation of the fidelity of homology-directed repair in Xenopus egg extracts2022

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      The 11th quinquennial conference on DNA repair
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mechanisms of mismatch-induced nucleosome remodeling during eukaryotic DNA mismatch repair2022

    • 著者名/発表者名
      金津瑛一郎
    • 学会等名
      The 30th Hot Spring Harbor International Symposium Chromatin Potential in Development & Differentiation
    • 国際学会
  • [学会発表] MMRシステムによる相同組換え正確性制御のメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所・研究集会「染色体安定維持研究会」
  • [学会発表] ミスマッチ修復に伴うクロマチンリモデリング反応の試験管内再構成による解析2021

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      第93回日本遺伝学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] MutSαとSmarcad1はミスマッチ依存的ヌクレオソームリモデリング複合体を形成する2021

    • 著者名/発表者名
      高橋達郎
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] WernerヘリカーゼとMutLαエンドヌクレアーゼは一本鎖アニーリングの正確性を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      河添好孝
    • 学会等名
      第26回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • [学会発表] ミスマッチ修復を促進するヌクレオソームリモデリングの試験管内再構成2021

    • 著者名/発表者名
      金津瑛一郎
    • 学会等名
      第26回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • [学会発表] WernerヘリカーゼとMutLαエンドヌクレアーゼはDNA二重鎖切断修復の正確性を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      河添好孝
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ミスマッチ修復機構に依存したアルキル化損傷応答反応の試験管内再現による解析2021

    • 著者名/発表者名
      重信佳凜
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] クロマチンを基質としたミスマッチ修復反応の試験管内再構成に向けた解析2021

    • 著者名/発表者名
      福田翔太
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 真核生物のDNAミスマッチ修復に伴うヌクレオソームリモデリングのメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      金津瑛一郎
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] WernerヘリカーゼとMutLαエンドヌクレアーゼは一本鎖アニーリングの正確性を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      河添好孝
    • 学会等名
      第39回染色体ワークショップ・第20回核ダイナミクス研究会
  • [備考] 研究室ウエブサイト

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~chromosome/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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